Open CV学习记录（二十）—Mat的运算和Rect

一、矩阵
Mat I,img,I1,I2,dst,A,B;
double k,alpha;
Scalar s;
1.加法
I=I1+I2;//等同add(I1,I2,I);
add(I1,I2,dst,mask,dtype);
scaleAdd(I1,scale,I2,dst);//dst=scale*I1+I2;
2.减法
absdiff(I1,I2,I);//I=|I1-I2|;
A-B;A-s;s-A;-A;
subtract(I1,I2,dst);
3.乘法
I=I.mul(I);//点乘,I.mul(I,3);–>I=3*I.^2
Mat C=A.mul(5/B);//==divide(A,B,C,5);
A*B;矩阵相乘
I=alpha*I;
Mat::cross(Mat);//三维向量(或矩阵)的叉乘,A.cross(B)
double Mat::dot(Mat);//2个向量(或矩阵)的点乘的结果,A.dot(B)
mul——-multiply
pow(src,double p,dst);//如果p是整数dst(I)=src(I)^p;其他|src(I)|^p
4.除法
divide(I1,I2,dst,scale,int dtype=-1);//dst=saturate_cast(I1*scale/I2);
A/B;alpha/A;都是点除
5.转换
I.convertTo(I1,CV_32F);//类型转换
A.t();//转置
flip(I,dst,int flipCode);//flipCode=0是上下翻转，>0时左右翻转,<0时一起来
sqrt(I,dst);
cvtColor(I,dst,int code,int dstCn=0);

resize:对图像进行形变

6.其他
Scalar s=sum(I);各通道求和
norm,countNonZero,trace,determinant,repeat都是返回Mat或者Scalar
countNonZero:用来统计非零的向量个数.(rows*cols个)
Scalar m=mean(I);//各通道求平均
Mat RowClone=C.row(1).clone();//复制第2行

addWeight(I1,alpha,I2,beta,gamma,dst,int dtype=-1);//dst=saturate(alphaI1+betaI2+gamma);dtype是dst的深度

7.运算符
log10()
exp(I,dst);//dst=exp(I);计算每个数组元素的指数
log(I,dst);//如果Iij!=0;则dstij=log(|Iij|)
randu(I,Scalar::all(0),Scalar::all(255));
Mat::t()转置
Mat::inv(int method=DECOMP_LU)求逆。method=DECOMP_CHOLESKY(专门用于对称，速度是LU的2倍),DECOMP_SVD//A.inv();A.inv()*B;
invert(I1,dst,int method=DECOMP_LU);//用法同上
MatExpr abs(Mat)//求绝对值
A cmpop B;A compop alpha;alpha cmpop A;这里cmpop表示>,>=,==,!=,<=,<等，结果是CV_8UC1的mask的0或255
按位运算：A logicop B;A logicop s;s logicop A;~A;这里logicop代表&,|,^
bitwise_not(I,dst,mask);//inverts所有的队列
还有bitwise_and,bitwise_or,bitwise_xor,
min(A,B);min(A,alpha);max(A,B);max(A,alpha);都返回MatExpr,返回的dst和A的类型一样
double determinant(Mat);//行列式
bool eigen(I1,dst,int lowindex=-1,int highindex=-1);//
bool eigen(I1,dst,I,int…);//得到特征值向量dst和对应特征值的特征向量
minMaxLoc(I1,&minVal,&maxVal,Point minLoc=0,Point MaxLoc=0,mask);

//minLoc是2D时距原点最小的点(未考证)

8.初始化
Mat I(img,Rect(10,10,100,100));//用一块地方初始化。
Mat I=img(Range:all(),Range(1,3));//所有行，1~3列
Mat I=img.clone();//完全复制
img.copyTo(I);//传递矩阵头
Mat I(2,2,CV_8UC3,Scalar(0,0,255));//I=[0,0,255,0,0,255;0,0,255,0,0,255];
Mat E=Mat::eye(4,4,CV_64F);//对角矩阵
Mat O=Mat::ones(2,2,CV_32F);//全一矩阵
Mat Z=Mat::zeros(3,3,CV_8UC1);//全零矩阵
Mat C=(Mat_(2,2)<<0,-1,2,3);//如果是简单矩阵的初始化
Mat::row(i);Mat::row(j);Mat::rowRange(start,end);Mat::colRange(start,end);都只是创建个头
Mat::diag(int d);d=0是是主对角线，d=1是比主低的对角线,d=-1….
static Mat Mat::diag(const Mat& matD)
Mat::setTo(Scalar &s);以s初始化矩阵
Mat::push_back(Mat);在原来的Mat的最后一行后再加几行

Mat::pop_back(size_t nelems=1);//移出最下面几行

9.矩阵读取和修改
(1)1个通道：
for(int i=0;i
for(int j=0;j
I.at(i,j)=k;
(2)3个通道：
Mat_ _I=I;//他没有4个通道寸，只有3个通道！
for(int i=0;i
for(int j=0;j
{
_I(i,j)[0]=b;
_I(i,j)[1]=g;
_I(i,j)[2]=r;
}

I=_I;

或者直接用I.at(i,j)[0]….

float *s;
for(i=0;i
{s=proImg.ptr(i);
for(j=0;j
{a1=s[3*j+1]-m1;

a2=s[3*j+2]-m2;}}

(3)其他机制
I.rows(0).setTo(Scalar(0));//把第一行清零
saturate_cast(…);//可以确保内容为0~255的整数
Mat::total();返回一共的元素数量
size_t Mat::elemSize();返回元素的大小:CV_16SC3–>3*sizeof(short)–>6
size_t Mat::elemSize1();返回元素一个通道的大小CV_16SC3–>sizeof(short)–>2
int Mat::type()返回他的类型CV_16SC3之类
int Mat::depth()返回深度:CV_16SC3–>CV_16S
int Mat::channels()返回通道数
size_t Mat:step1()返回一个被elemSize1()除以过的step
Size Mat::size()返回Size(cols,rows);如果大于2维，则返回(-1,-1)，都是先宽再高的
bool Mat::empty()如果没有元素返回1,即Mat::total()==0或者Mat::data==NULL
uchar *Mat::ptr(int i=0)指向第i行
Mat::at(int i)(int i,int j)(Point pt)(int i,int j,int k)
RNG随机类:next,float RNG::uniform(float a,float b);..
double RNG::gaussian(double sigma);
RNG::fill(I,int distType,Mat low,Mat up);//用随机数填充
randu(I,low,high);
randn(I,Mat mean,Mat stddev);
reduce(I,dst,int dim,int reduceOp,int dtype=-1);//可以统计每行或每列的最大、最小、平均值、和
setIdentity(dst,Scalar &value=Scalar(1));//把对角线替换为value

//效果等同：Mat A=Mat::eye(4,3,CV_32F)*5;

10.较复杂运算
gemm(I1,I2,alpha,I3,beta,dst,int flags=0);//I1至少是浮点型,I2同I1,flags用来转置
//gemm(I1,I2,alpha,I3,beta,dst,GEMM_1_T,GEMM_3_T);–>dst=alpha*I1.t()*I2+beta*I3.t();可用此完全代替此函数
mulTransposed(I,dst,bool aTa,Mat delta=noArray(),double scale=1,int rtype=-1);
//I是1通道的,和gemm不同,他可用于任何类型。
//如果aTa=flase时,dst=scale*(I-delta).t()*(I-delta);
//如果是true,dst=scale*(I-delta)(I-delta).t();
calcCovarMatrix(Mat,int,Mat,Mat,int,int=);calcCovarMatrix(Mat I,Mat covar,Mat mean,int flags,int=);
cartToPolar//转到极坐标
compare(I1,I2,dst,cmpop);cmpop=CMP_EQ,CMP_GT,CMP_GE,CMP_LT,CMP_LE,COM_NE
completeSymm(M,bool lowerToUpper=false);当lowerToUpper=true时Mij=Mji(ij)
变成可显示图像:convertScaleAbs(I,dst,alpha,beta);dst=saturate_cast(|alpha*I+beta|);
dct(I,dst,int flags=0);//DCT变换，1维、2维的矩阵;flags=DCT_INVERSE,DCT_ROWS
idct,dft,idft
inRange(I1,I_low,I_up,dst);//dst是CV_8UC1,在2者之间就是255
Mahalanobis(vec1,vec2,covar);
merge(vector,Mat);//把多个Mat组合成一个和split相反
double norm(…)：当src2木有时,norm可以计算出最长向量、向量距离和、向量距离和的算术平方根
solveCubic解3次方程，solvePoly解n次方程
排列：sort,sortIdx

mixChannels();对某个通道进行各种传递

11.未懂的函数
getConvertElem,extractImageCOI,LUT
magnitude(x,y,dst);//I1,I2都是1维向量,dst=sqrt(x(I)^2+y(I)^2);
meanStdDev,
MulSpectrums(I1,I2,dst,flags);傅里叶
normalize(I,dst,alpha,beta,int normType=NORM_L2,int rtype=-1,mask);//归一化
PCA,SVD,solve,transform,transpose
二、其他数据结构
Point2f P(5,1);
Point3f P3f(2,6,7);
vector v;v.push_back((float)CV_PI);v.push_back(2);v.push_back(3.01f);//不断入
vector vPoints(20);//一次定义20个

三、常用方法
Mat mask=src<0;这样很快建立一个mask了

四、以后可能用到的函数
randShuffle,repeat

Rect

//如果创建一个Rect对象rect(100, 50, 50, 100)，那么rect会有以下几个功能：  
rect.area();     //返回rect的面积 5000  
rect.size();     //返回rect的尺寸 [50 × 100]  
rect.tl();       //返回rect的左上顶点的坐标 [100, 50]  
rect.br();       //返回rect的右下顶点的坐标 [150, 150]  
rect.width();    //返回rect的宽度 50  
rect.height();   //返回rect的高度 100  
rect.contains(Point(x, y));  //返回布尔变量，判断rect是否包含Point(x, y)点  

//还可以求两个矩形的交集和并集  
rect = rect1 & rect2;  
rect = rect1 | rect2;  

//还可以对矩形进行平移和缩放    
rect = rect + Point(-100, 100); //平移，也就是左上顶点的x坐标-100，y坐标+100  
rect = rect + Size(-100, 100);  //缩放，左上顶点不变，宽度-100，高度+100  

//还可以对矩形进行对比，返回布尔变量  
rect1 == rect2;  
rect1 != rect2;  

//OpenCV里貌似没有判断rect1是否在rect2里面的功能，所以自己写一个吧  
bool isInside(Rect rect1, Rect rect2)  
{  
    return (rect1 == (rect1&rect2));  
}  

//OpenCV貌似也没有获取矩形中心点的功能，还是自己写一个  
Point getCenterPoint(Rect rect)  
{  
    Point cpt;  
    cpt.x = rect.x + cvRound(rect.width/2.0);  
    cpt.y = rect.y + cvRound(rect.height/2.0);  
    return cpt;  
}  

//围绕矩形中心缩放  
Rect rectCenterScale(Rect rect, Size size)  
{  
    rect = rect + size;   
    Point pt;  
    pt.x = cvRound(size.width/2.0);  
    pt.y = cvRound(size.height/2.0);  
    return (rect-pt);  
}