OpenCVの画像クラス／構造体

OpenCVで画像を作るにあたって，サンプルコードでは様々なクラス／構造体を使っている．その歴史も合わせてちょこちょこ書いてく

IplImage†

• オーソドックスな「画像」を保持する構造体
• OpenCV 1.1時代は盛んに使われていた．
• 今でもCvMatやcv::Matなどと互換性はちゃんとある
• 通常はポインタで宣言して，cvCreateImageで実体をallocする
• 歴史
  • IPLはもともとIntel IPP(Intel Integrated Performance Primitives)&note{IPP-en:Integrated Performance Primitives - Wikipedia};内の画像処理ライブラリ(Image Processing Library)&note{IPL-nekora:Intel Performance Libraly};
  • OpenCVの前身というと言い過ぎだけれど，もともとOpenCVはIntelの技術者たちが開発していた
  • その名残りでIPLの名を冠する
• ヘッダとデータ部からなる
• ヘッダ部
  • 幅，高さ，チャンネル数，1画素のバイト数などの基本的な情報を保持する
  • 1画素のバイト数はIPL_DEPTH_8UやIPL_DEPTH_64Fなどで指定する
  • IPP時代の名残で様々なメンバ変数が存続してるが，あまり使われてないのが現実
  • メンバ変数の1つ，imageDataがデータ部を指すポインタになっている
• データ部
  • unsigned char*型の配列
  • ヘッダによれば，charの配列だが，これを信じると痛い目を見る（泣）
  • ラスタスキャンで2次元画像が配列に保存されている
  • なお，imageDataOriginはalloc時の番地を保持しているので，通常は

    imageData == imageDataOrigin

  • であるが，imageDataポインタを別の番地に振り替えても，imageDataOriginが番地を保持しているのでメモリリークは起きない&note{dandelion-releaseimage:dandelion's log » cvReleaseImageの挙動について};

CvMat†

• オーソドックスな行列を保持する構造体
• IplImageと同様，ヘッダ部とデータ部からなる
• 通常はポインタで宣言して，cvCreateMatで実体をallocする
• ヘッダ部
  • 幅，高さ，チャンネル数，1画素のバイト数などの基本的な情報を保持する
  • 1画素のバイトはCV_8UとかCV_32Fなどで指定する
  • チャンネル数も同様にCV_8UC1とかCV_8UC3とかC?で指定する
  • チャンネル数を省略した場合は1チャンネル(画像でいうところの濃淡画像)になる
  • dataというunionのポインタがデータ部を指すポインタになっている
  • IplImageと違い，配列はデータに応じてdoubleやfloatでもよい．
  • data.ptr内の変数をそれぞれ使ってデータ部にアクセスする
• データ部
  • ラスタスキャンで行列が配列に保存されている

CvArr†

• 実体はvoid
• 関数の引数が大体の場合CvArr*になっていて，多分初心者は大体躓く．
• CvMatとIplImageを同列に扱うためにvoidのポインタで宣言されている
• これを引数として扱う関数は，内部で渡されたポインタが
  • IplImageのポインタか
  • CvMatのポインタか
• 判断するようにできている

cv::Mat†

• OpenCV 2.0から登場したC++版の画像クラス&note{MatIntroduce:Changeset 1611 - OpenCV};
• C++版では画像も行列も一様に扱う
• クラスなので，大量のメンバ関数やoperatorが実装されている
• 行列同士の掛け算や動的な配列再確保が実装されていて超便利
• 個人的には，CvMatやIplImageなどの配列に戻る必要性を感じない
• キャストやcvarrToMatでIplImageやCvMatに変換できる

  #geshi(c++,number){{ CvMat *oldMatrix = cvCreateMat(3, 3, CV_32FC1); cv::Mat matrix = cv::cvarrToMat(oldMatrix); CvMat _stub = (CvMat)matrix; CvMat *oldMatrix2 = &(_stub); }}

• 個人的には行列の演算を通常の四則演算の用に書けるのが嬉しい

  #geshi(c++,number){{ cv::Mat A(3, 3, CV_32F); cv::Mat B(3, 3, CV_32F); cv::Mat C(3, 3, CV_32F); C = A - B; C = A + B; C = A * B; }}

cv::InputArray†

• Revision 4885&note{proxyType:Changeset 4885 - OpenCV}; から導入されたInputArray
• proxy type とChangeLogに書かれている
• OpenCV 2.3以降に相当する
• 変換関数やキャストせずに，どんな配列も受け取る為の型
• Matはもちろん，Point，Point3やVecなどのデータも同じようにやり取りできる
• C++版のCvArr*に近い存在
• 基本的にInputArrayはMat&と読み替えて構わない．
• 以下がtypedef文(OpenCV 2.4.1)

  #geshi(C++,number,start=1334){{ typedef const _InputArray& InputArray; typedef InputArray InputArrayOfArrays; typedef const _OutputArray& OutputArray; typedef OutputArray OutputArrayOfArrays; typedef OutputArray InputOutputArray; typedef OutputArray InputOutputArrayOfArrays; }}

• InputArrayとInputArrayOfArraysは _InputArray& で Mat&と読み替えられる
• OutputArrayとOutputArrayOfArraysとInputOutputArrayとInputOutputArrayOfArraysは _OutputArray& で Mat&と読み替えられる

ジャンル:OpenCV:OpenCV 1.0:OpenCV 1.1:OpenCV 2.0:OpenCV 2.1:OpenCV 2.2:OpenCV 2.3:OpenCV 2.4準拠 &note{opencv-wikipedia:OpenCV - Wikipedia (日本語)}; &note{opencv-wikipedia-en:OpenCV - Wikipedia (English)};

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