Opencv中三种操作像素的方法

测试环境:opencv3.1.0 + Visual Studio 2015 + win7 64位

 

opencv中有3中方法可以访问/修改图像的像素值,分别为:

1.      指针访问

2.      迭代器iterator

3.      动态地址计算

 

测试程序如下:

  1. #include "opencv2/opencv.hpp"
  2. #include "iostream"
  3. using namespace std;
  4. using namespace cv;
  5. int main()
  6. {
  7. //原始图像初始化
  8. Mat image(240, 320, CV_8UC3, Scalar(0, 0, 0));
  9. imshow( "原始图像", image);
  10. //------------------指针操作-------------------------
  11. double start = static_cast< double>(getTickCount());
  12. int rowNumber = image.rows; //行数
  13. int colNumber = image.cols * image.channels(); //每一行元素个数 = 列数 x 通道数
  14. for ( int i = 0; i < rowNumber; i++) //行循环
  15. {
  16. uchar* data = image.ptr<uchar>(i); //获取第i行的首地址
  17. for ( int j = 0; j < colNumber; j++) //列循环
  18. {
  19. //开始处理
  20. data[j] = 255;
  21. }
  22. }
  23. double end = static_cast< double>(getTickCount());
  24. double time = (end - start) / getTickFrequency();
  25. cout << "指针操作运行时间为:" << time << "秒" << endl;
  26. imshow( "指针操作", image);
  27. //---------------------------------------------------
  28. //-----------------迭代器操作------------------------
  29. start = static_cast< double>(getTickCount());
  30. Mat_<Vec3b>::iterator it = image.begin<Vec3b>(); //初始位置的迭代器
  31. Mat_<Vec3b>::iterator itend = image.end<Vec3b>(); //终止位置的迭代器
  32. for (; it != itend; it++)
  33. {
  34. //处理BGR三个通道
  35. (*it)[ 0] = 255; //B
  36. (*it)[ 1] = 255; //G
  37. (*it)[ 2] = 0; //R
  38. }
  39. end = static_cast< double>(getTickCount());
  40. time = (end - start) / getTickFrequency(); //计算时间
  41. cout << "迭代器操作运行时间为:" << time << "秒" << endl;
  42. imshow( "迭代器操作", image);
  43. //---------------------------------------------------
  44. //----------------动态地址计算-----------------------
  45. start = static_cast< double>(getTickCount());
  46. rowNumber = image.rows;
  47. colNumber = image.cols;
  48. for ( int i = 0; i < rowNumber; i++)
  49. for ( int j = 0; j < colNumber; j++)
  50. {
  51. //处理BGR三个通道
  52. image.at<Vec3b>(i, j)[ 0] = 0; //B
  53. image.at<Vec3b>(i, j)[ 1] = 255; //G
  54. image.at<Vec3b>(i, j)[ 2] = 0; //R
  55. }
  56. end = static_cast< double>(getTickCount());
  57. time = (end - start) / getTickFrequency(); //计算时间
  58. cout << "动态地址操作运行时间为:" << time << "秒" << endl;
  59. imshow( "动态地址操作", image);
  60. //---------------------------------------------------
  61. cvWaitKey( 0);
  62. return 1;
  63. }

运行结果如下:



Debug模式下运行时间如下:


Release模式下运行时间如下:



可以看到指针操作在Debug模式和Release模式下均是最快的,动态地址和迭代器操作稍微慢点。

 

一些说明:

1.      RGB颜色模型的矩阵如下(opencv中通道顺序为BGR):


因此,指针操作的时候,每行的元素个数为:列数x通道数。

Mat类提供了ptr函数可以得到图像任意行的首地址。

 

2.      在迭代法中,我们所需要做的仅仅是获得图像矩阵的begin和end,然后迭代从begin到end。将*操作符添加在迭代指针前,即可以访问当前指向的内容。相比于指针直接访问可能出现越界问题,迭代器绝对是非常安全的方法。

3.      成员函数at(int y, int x)可以用来存取图像元素,但是必须在编译期知道图像的数据类型。对于彩色图像,每个像素由三个部分构成:蓝色通道、绿色通道和红色通道(BGR)。因此,对于一个包含彩色图像的Mat,会返回一个由三个8位数组成的向量。Opencv将此类型的向量定义为Vec3b,即由三个unsigned char组成的向量。这也解释了为什么存取彩色图像像素的代码可以写出如下形式

image.at<Vec3b>(j, i)[channel] = value;


另外:

而对于单通道的灰度图像就简单很多了:

image.at<uchar>(i,j); 

这里要注意at中(i,j)的顺序表示的是第i行第j列,跟Point(i,j)和Rect(i,j)中表示第j行第i列是相反的,如果把这个搞混了,很容易导致内存异常,还不容易发现错误。

 

补充说明一下:OpenCV中坐标体系中的零点坐标定义为图片的左上角,X轴为图像矩形的上面那条水平线,从左往右;Y轴为图像矩形左边的那条垂直线,从上往下。在Point(x,y)和Rect(x,y)中,第一个参数x代表的是元素所在图像的列数,第二个参数y代表的是元素所在图像的行数,而在at(x,y)中是相反的。






参考文献

OpenCV3编程入门

OpenCV坐标系与操作像素的四种方法

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转载自blog.csdn.net/a8039974/article/details/80914958
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