[人工智能]【OpenCV】—输入输出XML和YAML文件

在这里，第五章的学习已经结束了，明天前进第六章《《掌握imgproc组件》》,扬帆起航，继续加油。。。。。

1、XML和YAML文件简介

（1）XML：可扩展标识语言。XML首先是一种元标记语言。所谓“元标记”，就是开发者可以根据自身需要定义自己的标记，如可以定义标记 、。任何满足XML命名规则的名称都可以标记。这就向不同的应用程序打开了的大门。此外，XML是一种语义/结构化语言，它描述了文档的结构和语义。

一、什么是可扩展标记语言？

• 可扩展标记语言是一种很像超文本标记语言的标记语言。
• 它的设计宗旨是传输数据，而不是显示数据。
• 它的标签没有被预定义。您需要自行定义标签。
• 它被设计为具有自我描述性。
• 它是W3C的推荐标准。

二、可扩展标记语言和超文本标记语言之间的差异

它不是超文本标记语言的替代。

它是对超文本标记语言的补充。

它和超文本标记语言为不同的目的而设计：

• 它被设计用来传输和存储数据，其焦点是数据的内容。
• 超文本标记语言被设计用来显示数据，其焦点是数据的外观。

超文本标记语言旨在显示信息，而它旨在传输信息。

对它最好的描述是：它是独立于软件和硬件的信息传输工具。

（2）YAML：强调这种语言以数据为中心，而不是以置标语言为重点，而用反璞词进行重新命名。YAML是一个可读性高，用来表达资料序列的格式。

脚本语言

由于实现简单，解析成本很低，YAML特别适合在脚本语言中使用。列一下现有的语言实现：Ruby，Java，Perl，Python，PHP，OCaml，JavaScript，Go 。除了Java 和 Go，其他都是脚本语言。

序列化

YAML比较适合做序列化。因为它是宿主语言数据类型直转的。

配置文件

YAML做配置文件也不错。写YAML要比写XML快得多(无需关注标签或引号)，并且比ini文档功能更强。

由于兼容性问题，不同语言间的数据流转建议不要用YAML.

2、FileStorage(文件存储)类操作文件的使用引导

说明：XML和YAML是使用非常广泛的文件格式，可以利用XML或者YAML格式的文件存储和还原各式各样的数据结构。还可以存储和载入任意复杂的数据结构，其中就包括了opencv相关周边的数据结构，以及原始数据类型，如整型或者浮点数字和文本字符串。

如下过程来写入或者读取数据到XML或YAML文件中：

• 1、实例化一个FileStorage类的对象，用默认带参数的构造函数完成初始化；或者用FileStorage::open()成员函数辅助初始化
• 2、使用流操作符<<进行文件写入操作，或者<<进行文件读取操作
• 3、使用FileStorage::release()函数析构掉FileStorage类对象，同时关闭文件。

3、实例讲解

【第一步】XML、YAML文件的打开

（1）准备文件写入

说明：FileStorage是OpenCV中XML和YAML文件的存储类，封装了所有相关的信息。它是OpenCV从文件中读取数据或者向文件中写数据时必须要使用的一个类。

此类的构造函数为FileStorage ：FileStorage，有两个重载，如下：

FileStorage::FileStorage();
FileStorage::FileStorage(const string& source,int flags,const string& encoding=string());

• 对于第二种带参数的构造函数，进行写操作范例如下：

  FileStorage fs("abc.xml",FileStorage::WRITE);
  

• 对于第一种不带参数的构造函数，可以使其成员函数FileStorage：：open进行数据的写操作

  FileStorage fs;
  fs.open("abc.xml",FileStorage::WRITE);
  

（2）准备文件读操作

上面讲到的都是以FileStorage::WRITE为标识符的写操作，而读操作采用FileStorage::READ 标识符即可

• 第一种方式

  FileStorage fs("abc.xml",FileStorage::READ);
  

• 第二种方式

  FileStorage fs;
  fs.open("abc.xml",FileStorage::READ);
  

注意：上升的操作方式对于YAML同样适用，将XML换成YAML即可

【第二步】进行文件读写操作

（1）文本和数字的输入和输出

• 定义好FileStorage 类对象之后，写入文件可以使用"<<"运算符，例如：

  fs<<"iterationNr"<<100;
  

• 读取文件，使用">>"运算符，如：

  int itNr;
  fs["itreationNr"]>>itNr;
  itNr=(int)fs["iterationNr"];
  

（2）OpenCV数据结构的输入和输出

• 关于OpenCV数据结构的输入和输出，和基本的C++形式相同，范例如下：

  //数据结构初始化
  Mat R=Mat_<uchar>::eye(3,3);
  Mat T=Mat_<double>::zeros(3,1);
  //向Mat中写入数据
  fs<<"R"<<R;
  fs<<"T"<<T;
  //从Mat中读取数据
  fs["R"]>>R;
  fs["T"]>>T;
  

【第三步】vector(arrays)和maps的输入和输出

（1）对于vector结构的输入和输出，要注意在第一个元素前加上”[“，在最后一个元素前加上”]"。

fs <<"string"<<"[";//开始读入string文本序列
fs<<"imagel.jpg"<<"Awesomeness"<<"baboon.jpg";
fs<<"]";//关闭序列

（2）对于map结构的操作，使用的符合是“{ ”和“}”，如：

fs<<"Mapping";//开始读入Mapping文本
fs<<"{"<<"One"<<1;
fs<<"Two"<<2<<"}";

（3）读取这些结构的时候，会用到FileNode和FileNOdeIterator数据结构。对于FileStorage类的“[”，“]"操作符会返回FileNode数据类型；对于一连串的node，可以使用FileNodeIterator.

FileNode n=fs["string"];//读取字符串序列以得到节点
if(n.type()!=FileNode::SEQ)
{
    cerr<<"发生错误！字符串不是一个序列！"<<endl;
    reruen 1;
}
FileNodeIterator it=n.begin(),it_end=n.end();//遍历节点
for(;it!=it_end;++it)
    cout<<(string)*it<<endl;

【第四步】文件关闭

说明：文件关闭操作会在FileStorage类销毁时自动进行，但我们也可显示调用其析构函数FileStorage::release()实现。FileStorage::release()函数会析构掉FileStorage类对象，同时关闭文件。

析构函数(destructor) 与构造函数相反，当对象结束其生命周期，如对象所在的函数已调用完毕时，系统自动执行析构函数。析构函数往往用来做“清理善后” 的工作（例如在建立对象时用new开辟了一片内存空间，delete会自动调用析构函数后释放内存）。

fs.release();

4、示例程序：XML和YAML文件的写入

#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<time.h>
using namespace cv;
int main()
{
	//初始化
	FileStorage fs("D:\\test.yaml", FileStorage::WRITE);
	//开始文件写入
	fs << "frameCount" << 5;
	time_t rawtime; time(&rawtime);
	fs << "calibrationDate" << asctime(localtime(&rawtime));
	Mat cameraMatrix = (Mat_<double>(3, 3) << 1000, 0, 320, 0, 1000, 240, 0, 0, 1);
	Mat distCoeffs = (Mat_<double>(5, 1) << 0.1, 0.01, -0.01, 0, 0);
	fs << "cameraMatrix" << cameraMatrix << "distCoeffs" << distCoeffs;
	fs << "features" << "[";
	for (int i = 0; i < 3; i++) {
		int x = rand() % 640;
		int y = rand() % 480;
		uchar lbp = rand() % 256;
		fs << "{:" << "x" << x << "y" << y << "lbp" << "[:";
		for (int j = 0; j < 8; j++) {
			fs << ((lbp >> j) & 1);
		}
		fs << "]" << "}";
	}
	fs << "]";
	fs.release();
	printf("文件读写完毕，请在工程目录下查看生成的文件");
	getchar();
	return 0;
}

5、示例程序：XML和YAML文件的读取

#include<opencv2/opencv.hpp>
#include <time.h>  
#include <string>
using namespace cv;
using namespace std;
int main()
{
	//改变字体颜色
	system("color 6F");
	//初始化
	FileStorage fs2("D:\\test.yaml", FileStorage::READ);

	// 第一种方法，对FileNode操作
	int frameCount = (int)fs2["frameCount"];

	string date;
	// 第二种方法，使用FileNode运算符> > 
	fs2["calibrationDate"] >> date;

	Mat cameraMatrix2, distCoeffs2;
	fs2["cameraMatrix"] >> cameraMatrix2;
	fs2["distCoeffs"] >> distCoeffs2;
	cout << "frameCount: " << frameCount << endl
		<< "calibration date: " << date << endl
		<< "camera matrix: " << cameraMatrix2 << endl
		<< "distortion coeffs: " << distCoeffs2 << endl;
	FileNode features = fs2["features"];
	FileNodeIterator it = features.begin(), it_end = features.end();
	int idx = 0;
	vector<uchar> lbpval;

	//使用FileNodeIterator遍历序列
	for (; it != it_end; ++it, idx++)
	{
		cout << "feature #" << idx << ": ";
		cout << "x=" << (int)(*it)["x"] << ", y=" << (int)(*it)["y"] << ", lbp: (";
		// 我们也可以使用使用filenode > > std::vector操作符很容易的读数值阵列
		(*it)["lbp"] >> lbpval;
		for (int i = 0; i < (int)lbpval.size(); i++)
			cout << " " << (int)lbpval[i];
		cout << ")" << endl;
	}
	fs2.release();

	//程序结束，输出一些帮助文字
	printf("\n文件读取完毕，请输入任意键结束程序~");
	getchar();

	return 0;
}