[人工智能]OpenCV中的基本数据类型

本文是学习《学习OpenCV3》这本书时做的相关总结，主要是记录学习笔记。

一、Point类

$Point$类可以用于创建二维点和三维点（例如$cv::Point2i、cv::Point3i$等）。创建对象时是通过别名来创建的。Point类的别名有：$cv::Point2i、cv::Point2f、cv::Point2d、cv::Point2l、cv::Point3i、cv::Point3d、cv::Point3f$。Point类的声明可以是下列形式的任何一种： c v : : P o i n t { 2 , 3 } { i , f , d } cv::Point\{2, 3\}\{i, f, d\} cv::Point{2,3}{i,f,d}
注释：上面最后的字幕分别表示—— $i=int,f=float,d=double$。

1.1 Point对象的创建方式

方式一：通过默认构造函数创建

cv::Point3f p;  //创建float型三维点p并将其初始化为（0,0,0）

方式二：通过复制构造函数创建

cv::Point2i p1;  //创建整数二维点并将其初始化为（0,0）
cv::Point2i p2(p1);

方式三：通过值构造

cv::Point2d p3;
p3 = cv::Point2d(2, 3);
cout << p3.x << "; " << p3.y << endl;

cv::Point3f p4(1, 2, 3);
cout << p4.x << "; " << p4.y << "; " << p4.z << endl;

1.2 将Point对象转化为固定向量类

cv::Point3f p5(2,3,5);
cv::Vec3f vec3f = (cv::Vec3f)p5;
cout << vec3f[0] << "; " << vec3f[1] << "; " << vec3f[2] << endl;

程序运行结果为：

1.3 Point对象中的成员访问方式

cv::Point2i p6(1, 2);
cout << p6.x << "; " << p6.y << endl;
cv::Point3i p7(4, 5, 6);
cout << p7.x << "; " << p7.y << "; " << p7.z << endl;

程序的运行结果：

1.4 Point对象点乘

两个Point对象：$P_1=Point2i(x_0,x_1)$, $P_2=Point(x_2,x_3)$

点乘的结果：$P_1?P_2=x_0?x_2+x_1?x_3$

cv::Point2f p8(1, 2);
cv::Point2f p9(3, 4);
float val = p8.dot(p9);
cout << val << endl;

cv::Point3f p10(1, 2, 3);
cv::Point3f p11(4, 5, 6);
float val1 = p10.dot(p11);
cout << val1 << endl;

程序运行的结果为：

1.5 Point对象叉乘

对叉乘要分两种情况：二维点和三维点。

对于二维点：

两个Point对象：$P_1=Point2i(x_1,y_1)$, $P_2=Point(x_2,y_2)$
叉乘的结果：$P_1\times P_2=x_1?y_2?y_1?x_2$

对于三维点：

两个点对象：$P_1=Point3i(x_1,y_1,z_1)$,$P_2=Point3i(x_2,y_2,z_2)$
叉乘的结果：$P_1\times P_2=(y_1?z_2?z_1?y_2,z_1?x_2?x_1?z_2,x_1?y_2?y_1?x_2)$

cv::Point2f p8(1, 2);
cv::Point2f p9(3, 4);
cout << p8.cross(p9) << endl;
cv::Point3f p10(1, 2, 3);
cv::Point3f p11(4, 5, 6);
cout << p10.cross(p11) << endl;

程序的输出结果为：

1.6判断点是否在矩形内

注意：该方法只能用于二维点类。

cv::Point2i p12(2, 3);
cv::Rect2i rect(1, 1, 5, 4);
if (p12.inside(rect))
{
	cout << "点在矩形内" << endl;
}
else
{
	cout << "点不在矩形内" << endl;
}

程序的输出结果为：

二、Scalar类

Scalar其实是一个四维向量类。Scalar对象中的每一个元素都是双精度浮点数。

2.1 Scalar对象的创建方式

方式一：通过默认构造函数创建

cv::Scalar s; //创建Scalar对象并将对象中的值初始化为0
cout << s[0] << "; " << s[1] << "; " << s[2] << "; " << s[3] << endl;

方式二：通过复制构造函数创建

cv::Scalar s;
cout << s[0] << "; " << s[1] << "; " << s[2] << "; " << s[3] << endl;
cv::Scalar s1(s);  //复制构造
cout << s1[0] << "; " << s1[1] << "; " << s1[2] << "; " << s1[3] << endl;

方式三：通过值构造函数创建对象

cv::Scalar s2(5);
cout << s2[0] << "; " << s2[1] << "; " << s2[2] << "; " << s2[3] << endl;
cv::Scalar s3(2, 5, 6, 9);
cout << s3[0] << "; " << s3[1] << "; " << s3[2] << "; " << s3[3] << endl;

程序输出结果为：

2.2真值测试

真值测试是测试Scalar对象的后三个值是否等于0，如果等于零就返回真，否则返回假。

cv::Scalar s4(2, 5, 6, 9);  //如果 s4[1]==s4[2]==s4[3]==0，则返回真
cv::Scalar s5(2, 0, 0, 0);
cout << s4.isReal() << endl;
cout << s5.isReal() << endl;

程序输出结果为：

2.3两个Scalar对象相乘

两个Scalar对象相乘，是元素对应位置相称。返回的任然是Scalar对象。

cv::Scalar s6(1, 2, 3, 4);
cv::Scalar s7(5, 6, 7, 8);
cout << " " << s6.mul(s7) << endl;

程序运行结果：

三、Size类

Size类包含两个数据成员，分别是width和height。opencv中Size类的别名分别有：cv::Size、cv::Size2d、cv::Size2f、cv::Size2i、cv::Size2l。

3.1Size对象的创建方式

方式一：通过默认构造函数创建

cv::Size2d s2;  //构造Size对象并将其成员初始化为0
cout << s2.width << "; " << s2.height << endl;

方式二：通过复制构造函数创建

cv::Size2d s2;
cout << s2.width << "; " << s2.height << endl;
cv::Size2d s3(s2);  //复制构造

方式三：通过值构造函数创建对象

cv::Size2i s4(2, 3);  //值构造
cout << s4.width << "; " << s4.height << endl;

程序的输出结果为：

3.2求size对象的面积

cv::Size2i s4(2, 3);
cout << s4.width << "; " << s4.height << endl;
cout << s4.area() << endl;

程序的输出结果为：

四、Rect类

Rect对象是一个平行于坐标轴的矩形，Rect对象包含四个成员分别是：x、y、width、height。x、y代表矩阵左上角的点，width、height代表矩形的宽高。opencv中Rect类的别名有：cv::Rect、cv::Rect2d、cv::Rect2f、cv::Rect2i。

4.1Rect对象的构造方式

方式一：默认构造函数构造

cv::Rect r1;  //使用默认构造函数构造并将x、y、width、height初始化为0
cout << r1.x << "; " << r1.y << "; " << r1.width << "; " << r1.height << endl;

程序输出结果为：

方式二：复制构造函数构造

cv::Rect r1;
cout << r1.x << "; " << r1.y << "; " << r1.width << "; " << r1.height << endl;
cv::Rect r2(r1);  //调用复制构造函数

方式三：值构造

cv::Rect r3(1, 2, 3, 4);
cv::Rect r4 = cv::Rect(1, 2, 3, 4);

方式四：由左上点Point和宽高Size构造

cv::Point p1(4, 5);
cv::Size size1(7, 8);
cv::Rect r4(p1, size1);
cv::Rect(p1, size1);

方式五：由左上点和右下点构造

	cv::Point p2(5, 6);
	cv::Point p3(8, 9);
	cv::Rect r5 = cv::Rect(p2, p3);
	cv::Rect r6(p2, p3);

4.2Rect对象支持的相关操作

4.3矩形的计算

4.3.1两个矩形的交集

cv::Rect r1(1, 2, 20, 30);
cv::Rect r2(8, 9, 20, 30);
cv::Rect r3 = r1 & r2;  //

4.3.2同时包含两个矩形的最小外接矩形

cv::Rect r1(1, 2, 20, 30);
cv::Rect r2(8, 9, 20, 30);
cv::Rect r3 = r1 | r2; 

4.3.3平移矩形

cv::Rect r3(1, 2, 3, 4);
cv::Point2i p(2, 3);
cv::Rect r7 = r3 + p;  //行方向平移2，列方向平移3
cout << r7.x << "; " << r7.y << "; " << r7.width << "; " << r7.height << endl;

程序运行结果为：

4.3.4改变矩形的宽高

cv::Rect r3(1, 2, 3, 4);
cv::Size2i sz(4, 5);
cv::Rect r8 = r3 + sz; //将矩形的宽增加3、矩形的高增加4
cout << " " << r8.x << "; " << r8.y << "; " << r8.width << "; " << r8.height << endl;

程序运行结果为：

4.3.5判断两个矩形是否相等

cv::Rect r1 = cv::Rect(1,2,3,4)
cv::Rect r2(1,2,5,6)
bool eq = (r1 == r2)
bool eq1 = (r1 != r2)

五、RotatedRect类

RotateRect类是旋转矩形类，该类包含三个成员变量分别是：中心cv::Point2f、矩形大小cv::Size2f、以及角度float。

5.1RotateRect对象的构造方式

方式一：默认构造函数构造

cv::RotatedRect rr; //使用默认构造函数构造对象，并将其成员变量初始化为0
cout << " " << rr.size << "; " << rr.center << "; " << rr.angle << endl;
	

方式二：采用复制构造函数构造

cv::RotatedRect rr;
cout << " " << rr.size << "; " << rr.center << "; " << rr.angle << endl;
cv::RotatedRect rr1(rr);  //复制构造
cout << " " << rr1.size << "; " << rr1.center << "; " << rr1.angle << endl;

方式三：值构造

cv::Point2f p1(2, 3);
cv::Size2f sz1(4, 5);
float angle = (60 * 3.14159 / 180);
cv::RotatedRect rr2(p1, sz1, angle);  //值构造
cout << " " << rr2.size << "; " << rr2.center << "; " << rr2.angle << endl;

5.2RotatedRect对象的相关操作

5.2.1访问对象的成员

cv::RotatedRect rr;
cout << " " << rr.size << "; " << rr.center << "; " << rr.angle << endl;

5.2.2获取矩形的四个顶点

cv::Point2f p1(2, 3);
cv::Size2f sz1(4, 5);
float angle = (60 * 3.14159 / 180);
cv::RotatedRect rr2(p1, sz1, angle);
cout << " " << rr2.size << "; " << rr2.center << "; " << rr2.angle << endl;
cv::Point2f points[4];
rr2.points(points);  //获取矩阵rr2的四个顶点
for (int i = 0; i < sizeof(points) / sizeof(cv::Point2f); i++)
{
	cout << points[i] << endl;
}

六、固定矩阵

固定矩阵是在创建时就已经知道其维度的矩阵。固定矩阵别名的基本构建格式为：Matx{1,2,3,4,5,6}{1,2,3,4,5,6}{d,f}。也可以通过模板自己构建（如cv::Matx<7,7,float>）。

6.1固定矩阵的构造方式

方式一：默认构造函数构造

cv::Matx23f m23f; //创建2行3列的矩阵。默认构造函数构造对象，并初始化为0
cout << " " << m23f << endl;

方式二：复制构造函数构造

cv::Matx33d m33d;
cv::Matx33d m33d_1(m33d);  //复制构造函数创建

方式三：值构造

cv::Matx21f m21f(2, 3);  //值构造，创建2X1的矩阵

6.2Matx类支持的操作

七、固定向量类

固定向量类是在定义时就确定了向量长度的向量。固定向量类的别名构成方式为： c v : : V e c { 2 , 3 , 4 , 5 , 6 } { b , s , w , i , f , d } cv::Vec\{2,3,4,5,6\}\{b,s,w,i,f,d\} cv::Vec{2,3,4,5,6}{b,s,w,i,f,d}。

7.1固定向量的构造方式

方式1：默认构造方式构造

Vec3d vec3d;

方式2：复制构造函数构造

Vec3d vec3d;
Vec3d vec3d1(vec3d);  //复制构造函数

方式3：值构造

Vec4f vec4f(1, 2, 3, 4); //值构造