【opencv学习笔记三】opencv3.4.0数据类型解释

 opencv提供了多种基本数据类型，我们这里分析集中常见的类型。opencv的数据类型定义可以在D:\Program Files\opencv340\opencv\build\include\opencv2\core\types_c.h查看。

目录

1、通常作为函数参数使用

【CvArr】指代不确定类型的数组
【CVStatus】错误代码

2、公共宏与内联函数

CV_SWAP(a,b,t)交换a,b的值,t为中间变量。
CV_IMIN(a,b)无跳转求小值
CV_IMAX(a,b)无跳转求大值
CV_IABS(a)无跳转求绝对值
CV_CMP(a,b)比较两数的大小，a>b返回1，a=b返回0，a<b返回-1
CV_SIGN(a)求a的符号，正数1，零0，负数-1
cvInvSqrt(value)对参数开平方并且求倒数
cvSqrt(value)对参数开平方
【CvRNG】初始化随机数生成器

3、图像类型

【IplImage*】图像类型结构体

4、矩阵类型

【CvMat】矩阵类型

5、其它补充类型定义

【CvRect】矩形框
【CvPoint】点坐标
【CvSize & CvBox】矩形框大小与旋转矩形框
【CvScalar】一个可以用来存放4个double数值的数组

详细说明

1、通常作为函数参数使用

【CvArr】

CvArr仅被用来作为函数的的参数，用来指明函数接收的数组类型不止一个，例如IplImage*, CvMat*，甚至是CvSeq*。最终的数组类型是在运行时通过分析数组头的前四个字节来判断。
CvArr的定义如下：
typedef void CvArr;
【CVStatus】

CVStatus表示opencv的错误代码，是一个枚举型变量，代码含义见文档types_c.h的116行。

2、公共宏与内联函数

【CV_SWAP】

#define CV_SWAP(a,b,t) ((t) = (a), (a) = (b), (b) = (t))交换a,b的值,t为中间变量。

【CV_IMIN】

#define  CV_IMIN(a, b)  ((a) ^ (((a)^(b)) & (((a) < (b)) - 1)))无跳转求小值，这里^为异或运算，两位相同结果为0，两位不同结果为1，以上公式可以写成a^((a^b)&((a < b) - 1))。我们分两种情况讨论，
1.当a<b时，(a < b) - 1结果为0，(a^b)&0结果为0，a^0结果为a,即返回结果为a。
2.当a>=b时，(a < b) - 1结果为-1，-1的每一位均为1，所以(a^b)&-1结果为a^b，a^(a^b)结果为b,即返回结果为b。

这样就求得了a,b的小值，并且没有CV_MIN中的跳转。

【CV_IMAX】

#define  CV_IMAX(a, b)  ((a) ^ (((a)^(b)) & (((a) > (b)) - 1)))无跳转求大值，运算方式与CV_IMIN(a, b相似。

【CV_IABS】

无跳转求绝对值，定义如下：

#ifndef __cplusplus
# define CV_IABS(a) (((a) ^ ((a) < 0 ? -1 : 0)) - ((a) < 0 ? -1 : 0))
#else
# define CV_IABS(a) abs(a)
#endif

【CV_CMP】

#define  CV_CMP(a,b)    (((a) > (b)) - ((a) < (b)))比较两数的大小，a>b返回1，a=b返回0，a<b返回-1

【CV_SIGN】

#define  CV_SIGN(a)     CV_CMP((a),0)求a的符号，正数1，零0，负数-1

【cvInvSqrt】

#define cvInvSqrt(value) ((float)(1./sqrt(value)))对参数开平方并且求倒数

【cvSqrt(value)】

#define cvSqrt(value)  ((float)sqrt(value))对参数开平方

【CvRNG】

typedef uint64 CvRNG;初始化随机数生成器并返回其状态，指向这个状态的指针可以传递给cvRandInt、cvRandReal。
定义如下：
CV_INLINE CvRNG cvRNG( int64 seed CV_DEFAULT(-1))
{
CvRNG rng = seed ? (uint64)seed : (uint64)(int64)-1;
return rng;
}
CV_INLINE unsigned cvRandInt( CvRNG* rng )
{
uint64 temp = *rng;
temp = (uint64)(unsigned)temp*CV_RNG_COEFF + (temp >> 32);
*rng = temp;
return (unsigned)temp;
}
CV_INLINE double cvRandReal( CvRNG* rng )
{
return cvRandInt(rng)*2.3283064365386962890625e-10 /* 2^-32 */;
}
3、图像类型

【IplImage*】

IplImage类型是从Intel的 Image Processing Library(IPL)库原版搬过来的。但是opencv只支持其中的部分格式。
IplImage定义如下：
typedef struct
_IplImage
{
int nSize; /**< IplImage大小 */
int ID; /**< 版本(=0)*/
int nChannels; /**< 大部分opencv函数支持1,2,3 或 4 个通道 */
int alphaChannel; /**< Ignored by OpenCV */
int depth; /**< 像素深度，主要有一下集中格式:
IPL_DEPTH_8U, IPL_DEPTH_8S, IPL_DEPTH_16S,
IPL_DEPTH_32S, IPL_DEPTH_32F and IPL_DEPTH_64F */
char colorModel[4]; /**< Ignored by OpenCV */
char channelSeq[4]; /**< 同上 */
int dataOrder; /**< 0 - 交叉颜色通道, 1 - 分开颜色通道.
cvCreateImage只能创建交叉通道 */
int origin; /**< 原点模式0 - 下-左为原点,1 - 下-左为原点. */
int align; /**< 图像行排列方式 (4 or 8)，在 OpenCV 被忽略，
使用 widthStep 代替 . */
int width; /**< 图像宽像素数. */
int heigh
4000
t; /**< 图像高像素数. */
struct _IplROI *roi; /**< 图像感兴趣区域，当该值非空时，只对该区域进行处理 */
struct _IplImage *maskROI; /**< 在 OpenCV中必须为NULL */
void *imageId; /**< 同上 */
struct _IplTileInfo *tileInfo; /**<同上 */
int imageSize; /**< 图像数据大小，在交叉存取格式下
ImageSize=image->height*image->widthStep，单位字节*/
char *imageData; /**< 指向排列的图像数据 */
int widthStep; /**< 排列的图像行大小，以字节为单位 */
int BorderMode[4]; /**< 在 OpenCV 被忽略 */
int BorderConst[4]; /**< 同上 */
char *imageDataOrigin; /**< 指针指向一个不同的图像数据结构(不是必须排列的),
是为了纠正图像内存分配准备的 */
}
IplImage;
4、矩阵类型

【CvMat】

矩阵由宽度（width），高度（height），类型（type），行数据长度（step，行的长度用字节表示而不是用整形或者浮点型长度）和一个指向数据的指针构成。此类信息通常被称作矩阵头。很多程序是区分矩阵头和数据体的，后者是各个data成员所指向的内存位置。CvMat的定义如下：

typedef struct CvMat
{
int type;
int step;
int* refcount;/* for internal use only */
int hdr_refcount;
union
{
uchar* ptr;
short* s;
int* i;
float* fl;
double* db;
} data;

#ifdef __cplusplus
union
{
int rows;
int height;
};

union
{
int cols;
int width;
};
#else
int rows;
int cols;
#endif

#ifdef __cplusplus
CvMat() {}
CvMat(const CvMat& m) { memcpy(this, &m, sizeof(CvMat));}
CvMat(const cv::Mat& m);
#endif

}
CvMat;

CV_INLINE CvMat cvMat( int rows, int cols, int type, void* data CV_DEFAULT(NULL))
{
CvMat m;
assert( (unsigned)CV_MAT_DEPTH(type) <= CV_64F );
type = CV_MAT_TYPE(type);
m.type = CV_MAT_MAGIC_VAL | CV_MAT_CONT_FLAG | type;
m.cols = cols;
m.rows = rows;
m.step = m.cols*CV_ELEM_SIZE(type);
m.data.ptr = (uchar*)data;
m.refcount = NULL;
m.hdr_refcount = 0;
return m;
}

【CvMatND】
多维密集矩阵

typedef struct
CvMatND
{
int type;
int dims;

int* refcount;
int hdr_refcount;

union
{
uchar* ptr;
float* fl;
double* db;
int* i;
short* s;
} data;

struct
{
int size;
int step;
}
dim[CV_MAX_DIM];

#ifdef __cplusplus
CvMatND() {}
CvMatND(const cv::Mat& m);
#endif
}
CvMatND;

【CvSparseMat】

多维稀疏矩阵
typedef struct
CvSparseMat
{
int type;
int dims;
int* refcount;
int hdr_refcount;

struct CvSet* heap;
void** hashtable;
int hashsize;
int valoffset;
int idxoffset;
int size[CV_MAX_DIM];

#ifdef __cplusplus
void copyToSparseMat(cv::SparseMat& m) const;
#endif
}
CvSparseMat;
5、其它数据类型定义

【CvRect】

CvRect含4个数据成员，x、y、width、height，其功能是通过定义矩形左上角坐标和矩形的宽和高来确定一个矩形。其可与感兴趣区域ROI相互转化，定义如下：
typedef struct CvRect
{
int x;
int y;
int width;
int height;
}
CvRect;
cvRectToROI矩形框转化为感兴趣区域ROI，定义如下：CV_INLINE IplROI cvRectToROI( CvRect rect, int coi )
{
IplROI roi;
roi.xOffset = rect.x;
roi.yOffset = rect.y;
roi.width = rect.width;
roi.height = rect.height;
roi.coi = coi;

return roi;
}
cvROIToRect感兴趣区域ROI转化为矩形框，定义如下：CV_INLINE CvRect cvROIToRect( IplROI roi )
{
return cvRect( roi.xOffset, roi.yOffset, roi.width, roi.height );
}


【CvPoint】

CvPoint是一个包含两个int类型变量x,y的简单结构体。CvPoint还有几种简单的变体，分别为：
CvPoint2D32f 包含两个float类型的变量x,y的结构体；
CvPoint3D32f 包含三个float类型的变量x,y,z的结构体；
CvPoint2D64f 包含两个double类型的变量x,y的结构体；
CvPoint3D64f 包含三个double类型的变量x,y,z的结构体。
CvPoint定义如下：
typedef struct CvPoint
{
int x;
int y;
}
CvPoint;CvPoint构造函数为：CV_INLINE CvPoint cvPoint(int x, int y)；由CvPoint2D32f转换为CvPoint如下:

CV_INLINE  CvPoint  cvPointFrom32f(CvPoint2D32f point)
{
CvPoint ipt;
ipt.x = cvRound(point.x);
ipt.y = cvRound(point.y);
return ipt;
}

其它四种变体函数定义由与CvPoint相似，如下：typedef struct CvPoint2D32f
{
float x;
float y;
}
CvPoint2D32f;
typedef struct CvPoint3D32f
{
float x;
float y;
float z;
}
CvPoint3D32f;
typedef struct CvPoint2D64f
{
double x;
double y;
}
CvPoint2D64f;
typedef struct CvPoint3D64f
{
double x;
double y;
double z;
}
CvPoint3D64f;
【CvSize】【CvBox2D】

CvSize为矩阵框大小，以像素为精度。与CvPoint类似是由两个int类型的变量width、height构成的结构体。其变体类型为：
CvSize2D32f包含两个float类型的变量width、height的结构体。
CvSize定义如下：typedef struct CvSize
{
int width;
int height;
}
CvSize;
CvSize构造函数为：

CV_INLINE  CvSize  cvSize(int width, int height)
{
CvSize s;
s.width = width;
s.height = height;
return s;
}

其变体CvSize2D32f与CvSize相似，不再放代码。

CvBox2D为旋转矩形框，其代码如下：
typedef struct CvBox2D
{
CvPoint2D32f center; /**< 矩形框的中心 */
CvSize2D32f size; /**< 矩形框的尺寸 */
float angle; /**< 矩形框与水平轴的角度 */
}
CvBox2D;
【CvScalar】

CvScalar就是一个可以用来存放4个double数值的数组，一般用来存放像素值（不一定是灰度值哦）的，最多可以存放4个通道的。
typedef struct CvScalar
{
double val[4];
}
CvScalar;

CV_INLINE  CvScalar  cvScalar( double val0, double val1 CV_DEFAULT(0),
double val2 CV_DEFAULT(0), double val3 CV_DEFAULT(0))
{
CvScalar scalar;
scalar.val[0] = val0; scalar.val[1] = val1;
scalar.val[2] = val2; scalar.val[3] = val3;
return scalar;
}

使用cvScalar表示颜色时，
cvScalar(blue_component, green_component, red_component[, alpha_component])