分配释放矩阵空间
• 综述: 
  
• OpenCV有针对矩阵操作的C语言函数. 许多其他方法提供了更加方便的C++接口,其效率与OpenCV一样.
• OpenCV将向量作为1维矩阵处理.
• 矩阵按行存储,每行有4字节的校整.
• 分配矩阵空间: 
  
1. CvMat* cvCreateMat(int rows,int cols,int type);
 type: 矩阵元素类型. 格式为CV_<bit_depth>(S|U|F)C<number_of_channels>.
 例如: CV_8UC1 表示8位无符号单通道矩阵,CV_32SC2表示32位有符号双通道矩阵.

 例程:
 CvMat* M = cvCreateMat(4,4,CV_32FC1);• 释放矩阵空间: 
  
1. CvMat* M = cvCreateMat(4,CV_32FC1);
 cvReleaseMat(&M);• 复制矩阵: 
  
1. CvMat* M1 = cvCreateMat(4,CV_32FC1);
 CvMat* M2;
 M2=cvCloneMat(M1);• 初始化矩阵: 
  
1. double a[] = { 1,2,3,
 5,6,7,8,
 9,10,11,12 };

 CvMat Ma=cvMat(3,CV_64FC1,a);另一种方法:
1. CvMat Ma;
 cvInitMatHeader(&Ma,a);• 初始化矩阵为单位阵: 
  
1. cvSetIdentity(M); // 这里似乎有问题,不成功
存取矩阵元素
• 假设需要存取一个2维浮点矩阵的第(i,j)个元素.
• 间接存取矩阵元素: 
  
1. cvmSet(M,i,j,2.0); // Set M(i,j)
 t = cvmGet(M,j); // Get M(i,j)• 直接存取,假设使用4-字节校正: 
  
1. CvMat* M = cvCreateMat(4,CV_32FC1);
 int n = M->cols;
 float *data = M->data.fl;

 data[i*n+j] = 3.0;• 直接存取,校正字节任意: 
  
1. int step = M->step/sizeof(float);
 float *data = M->data.fl;

 (data+i*step)[j] = 3.0;• 直接存取一个初始化的矩阵元素: 
  
1. double a[16];
 CvMat Ma = cvMat(3,a);
 a[i*4+j] = 2.0; // Ma(i,j)=2.0;矩阵/向量操作
• 矩阵-矩阵操作: 
  
1. CvMat *Ma,*Mb,*Mc;
 cvAdd(Ma,Mb,Mc); // Ma+Mb -> Mc
 cvSub(Ma,Mc); // Ma-Mb -> Mc
 cvMatMul(Ma,Mc); // Ma*Mb -> Mc• 按元素的矩阵操作: 
  
1. cvMul(Ma,Mc); // Ma.*Mb -> Mc
 cvDiv(Ma,Mc); // Ma./Mb -> Mc
 cvAddS(Ma,cvScalar(-10.0),Mc); // Ma.-10 -> Mc• 向量乘积: 
  
1. double va[] = {1,3};
 double vb[] = {0,1};
 double vc[3];

 CvMat Va=cvMat(3,1,va);
 CvMat Vb=cvMat(3,vb);
 CvMat Vc=cvMat(3,vc);

 double res=cvDotProduct(&Va,&Vb); // 点乘: Va . Vb -> res
 cvCrossProduct(&Va,&Vb,&Vc); // 向量积: Va x Vb -> Vc
 end{verbatim}注意 Va,Vb,Vc 在向量积中向量元素个数须相同.
• 单矩阵操作: 
  
1. cvTranspose(Ma,Mb); // transpose(Ma) -> Mb (不能对自身进行转置)
 CvScalar t = cvTrace(Ma); // trace(Ma) -> t.val[0]
 double d = cvDet(Ma); // det(Ma) -> d
 cvInvert(Ma,Mb); // inv(Ma) -> Mb• 非齐次线性系统求解: 
  
1. CvMat* A = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
 CvMat* x = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
 CvMat* b = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
 cvSolve(&A,&b,&x); // solve (Ax=b) for x• 特征值分析(针对对称矩阵): 
  
1. CvMat* E = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
 CvMat* l = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
 cvEigenVV(&A,&E,&l); // l = A的特征值 (降序排列)
 // E = 对应的特征向量 (每行)• 奇异值分解SVD: 
  
1. CvMat* U = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
 CvMat* D = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
 CvMat* V = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
 cvSVD(A,D,U,V,CV_SVD_U_T|CV_SVD_V_T); // A = U D V^T标号使得 U 和 V 返回时被转置(若没有转置标号,则有问题不成功!!!).
视频序列操作
从视频序列中抓取一帧
• OpenCV支持从摄像头或视频文件(AVI)中抓取图像.
 
• 从摄像头获取初始化: 
  
1. CvCapture* capture = cvCaptureFromCAM(0); // capture from video device #0
• 从视频文件获取初始化: 
  
1. CvCapture* capture = cvCaptureFromAVI("infile.avi");
• 抓取帧: 
  
1. IplImage* img = 0;
 if(!cvGrabFrame(capture)){ // 抓取一帧
 printf("Could not grab a frame\n\7");
 exit(0);
 }
 img=cvRetrieveFrame(capture); // 恢复获取的帧图像要从多个摄像头同时获取图像,首先从每个摄像头抓取一帧. 在抓取动作都结束后再恢复帧图像.
• 释放抓取源: 
  
1. cvReleaseCapture(&capture);
注意由设备抓取的图像是由capture函数自动分配和释放的. 不要试图自己释放它.
获取/设定帧信息
• 获取设备特性: 
  
1. cvQueryFrame(capture); // this call is necessary to get correct
 // capture properties
 int frameH = (int) cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT);
 int frameW = (int) cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH);
 int fps = (int) cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_FPS);
 int numFrames = (int) cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT);所有帧数似乎只与视频文件有关.
• 获取帧信息: 
  
1. float posMsec = cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_POS_MSEC);
 int posFrames = (int) cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_POS_FRAMES);
 float posRatio = cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_POS_AVI_RATIO);获取所抓取帧在视频序列中的位置,从首帧开始按[毫秒]算. 或者从首帧开始从0标号,获取所抓取帧的标号. 或者取相对位置,首帧为0,末帧为1,只对视频文件有效.
• 设定所抓取的第一帧标号: 
  
1. // 从视频文件相对位置0.9处开始抓取
 cvSetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_POS_AVI_RATIO,(double)0.9);只对从视频文件抓取有效. 不过似乎也不成功!!!
 
存储视频文件
• 初始化视频存储器: 
  
1. CvVideoWriter *writer = 0;
 int isColor = 1;
 int fps = 25; // or 30
 int frameW = 640; // 744 for firewire cameras
 int frameH = 480; // 480 for firewire cameras
 writer=cvCreateVideoWriter("out.avi",CV_FOURCC('P','I','M','1'),
 fps,cvSize(frameW,frameH),isColor);其他有效编码:
1. CV_FOURCC('P','1') = MPEG-1 codec
 CV_FOURCC('M','J','P','G') = motion-jpeg codec (does not work well)
 CV_FOURCC('M','4','2') = MPEG-4.2 codec
 CV_FOURCC('D','V','3') = MPEG-4.3 codec
 CV_FOURCC('D','X') = MPEG-4 codec
 CV_FOURCC('U','2','6','3') = H263 codec
 CV_FOURCC('I','3') = H263I codec
 CV_FOURCC('F','L','1') = FLV1 codec若把视频编码设为-1则将打开一个编码选择窗口(windows系统下).
• 存储视频文件:
 
1. IplImage* img = 0;
 int nFrames = 50;
 for(i=0;i<nFrames;i++){
 cvGrabFrame(capture); // 抓取帧
 img=cvRetrieveFrame(capture); // 恢复图像
 cvWriteFrame(writer,img); // 将帧添加入视频文件
 }若想在抓取中查看抓取图像,可在循环中加入下列代码:
1. cvShowImage("mainWin",img);
 key=cvWaitKey(20); // wait 20 ms若没有20[毫秒]延迟,将无法正确显示视频序列.
• 释放视频存储器: 
  
1. cvReleaseVideoWriter(&writer);