OpenCV - 使用 for 循环访问 Mat 数据

Question

我正在尝试创建卷积函数，但在访问内核数据 (cv::Mat) 期间遇到了问题。

我创建了 3x3 内核：

  cv::Mat krn(3, 3, CV_32FC1);
  krn.setTo(1);
  krn = krn/9;

然后我尝试遍历它。接下来image Mat 将是我要应用卷积运算符的图像，输出将是卷积的结果：

     for (int r = 0; r < image.rows - krn.rows; ++r) {

        for (int c = 0; c < image.cols - krn.cols; ++c) {

        int sum = 0;

        for (int rs = 0; rs < krn.rows; ++rs) {
          for (int cs = 0; cs < krn.cols; ++cs) {

            sum += krn.data[rs * krn.cols + cs] * image.data[(r + rs) * image.cols + c + cs];
          }
        }
        output.data[(r+1)*src.cols + c + 1]=sum;  // assuming 3x3 kernel
    }
  }

但是输出不是我们想要的（只有随机的黑白像素）。 但是，如果我以这种方式更改我的代码：

for (int r = 0; r < image.rows - krn.rows; ++r) {
    
            for (int c = 0; c < image.cols - krn.cols; ++c) {
    
            int sum = 0;
    
            for (int rs = 0; rs < krn.rows; ++rs) {
              for (int cs = 0; cs < krn.cols; ++cs) {
    
                sum += 0.11 * image.data[(r + rs) * image.cols + c + cs];           // CHANGE HERE
              }
            }
            output.data[(r+1)*src.cols + c + 1]=sum;  // assuming 3x3 kernel
        }
      }

使用0.11 代替内核值似乎可以提供正确的输出。 出于这个原因，我认为我在访问内核数据时做错了。

P.S：我不能使用krn.at<float>(rs,cs)。

谢谢！

Answer 1

您可以投射指针，而不是不必要地使用memcpy。我将使用 C 风格的演员表，因为为什么不呢。

cv::Mat krn = 1 / (cv::Mat_<float>(3,3) <<
    1, 2, 3,
    4, 5, 6,
    7, 8, 9);

for (int i = 0; i < krn.rows; i += 1)
{
    for (int j = 0; j < krn.cols; j += 1)
    {
        // to see clearly what's happening
        uint8_t *byteptr = krn.data + krn.step[0] * i + krn.step[1] * j;
        float *floatptr = (float*) byteptr;

        // or in one step:
        float *floatptr = (float*) (krn.data + krn.step[0] * i + krn.step[1] * j);

        cout << "krn.at<float>(" << i << "," << j << ") = " << (*floatptr) << endl;
endl;
    }
}

krn.at<float>(0,0) = 1
krn.at<float>(0,1) = 0.5
krn.at<float>(0,2) = 0.333333
krn.at<float>(1,0) = 0.25
krn.at<float>(1,1) = 0.2
krn.at<float>(1,2) = 0.166667
krn.at<float>(2,0) = 0.142857
krn.at<float>(2,1) = 0.125
krn.at<float>(2,2) = 0.111111

请注意，指针运算可能并不明显。如果你有一个uint8_t*，添加1 移动它一个uint8_t，如果你有一个float*，添加1 移动它一个浮动这是四个字节。 step[] 包含以字节表示的偏移量。

请咨询the documentation 了解详情，其中包括step[] 数组的信息，该数组包含在给定矩阵索引元组的情况下计算偏移量的步幅/步骤。

Answer 2

cv::Mat::data 是 uchar 类型的指针。

通过data[y * cols + x]，您可以访问krn 中存储的float 值的一些字节。要获得完整的浮点值，请使用 at 方法模板：

krn.at<float>(rs,cs)

考虑将sum 变量的类型更改为真实变量。没有这个，在计算卷积时可能会丢失部分结果。

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所以，如果你不能使用at，只需从数据指针中读取4个字节：

float v = 0.0;
memcpy(&v, krn.data + (rs * krn.step + cs * sizeof(float)), 4);

step - 表示 mat 中一行占用的总字节数。