计算机视觉
图像处理

【OpenCV】访问图像中每个像素的值

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!!此篇是基于IplImage* (C接口或者说2.1之前版本的接口,新的Mat的访问方式请参考博文:
《访问Mat图像中每个像素的值》

IplImage是OpenCV中CxCore部分基础的数据结构,用来表示图像,其中Ipl是Intel Image Processing Library的简写。以下是IplImage的结构分析(来自OpenCV中文网站:http://www.opencv.org.cn/index.php/Cxcore%E5%9F%BA%E7%A1%80%E7%BB%93%E6%9E%84#IplImage

  1. typedef struct _IplImage
  2.     {
  3.         int  nSize;         /* IplImage大小 */
  4.         int  ID;            /* 版本 (=0)*/
  5.         int  nChannels;     /* 大多数OPENCV函数支持1,2,3 或 4 个通道 */
  6.         int  alphaChannel;  /* 被OpenCV忽略 */
  7.         int  depth;         /* 像素的位深度: IPL_DEPTH_8U, IPL_DEPTH_8S, IPL_DEPTH_16U,
  8.                                IPL_DEPTH_16S, IPL_DEPTH_32S, IPL_DEPTH_32F and IPL_DEPTH_64F 可支持 */
  9.         char colorModel[4]; /* 被OpenCV忽略 */
  10.         char channelSeq[4]; /* 同上 */
  11.         int  dataOrder;     /* 0 – 交叉存取颜色通道, 1 – 分开的颜色通道.
  12.                                cvCreateImage只能创建交叉存取图像 */
  13.         int  origin;        /* 0 – 顶—左结构,
  14.                                1 – 底—左结构 (Windows bitmaps 风格) */
  15.         int  align;         /* 图像行排列 (4 or 8). OpenCV 忽略它,使用 widthStep 代替 */
  16.         int  width;         /* 图像宽像素数 */
  17.         int  height;        /* 图像高像素数*/
  18.         struct _IplROI *roi;/* 图像感兴趣区域. 当该值非空只对该区域进行处理 */
  19.         struct _IplImage *maskROI; /* 在 OpenCV中必须置NULL */
  20.         void  *imageId;     /* 同上*/
  21.         struct _IplTileInfo *tileInfo; /*同上*/
  22.         int  imageSize;     /* 图像数据大小(在交叉存取格式下imageSize=image->height*image->widthStep),单位字节*/
  23.         char *imageData;  /* 指向排列的图像数据 */
  24.         int  widthStep;   /* 排列的图像行大小,以字节为单位 */
  25.         int  BorderMode[4]; /* 边际结束模式, 被OpenCV忽略 */
  26.         int  BorderConst[4]; /* 同上 */
  27.         char *imageDataOrigin; /* 指针指向一个不同的图像数据结构(不是必须排列的),是为了纠正图像内存分配准备的 */
  28.     }
  29.     IplImage;

直接访问:

对我们来说比较重要的两个元素是:char *imageData以及widthStep。imageData存放图像像素数据,而widStep类似CvMat中的step,表示以字节为单位的行数据长度。

一个m*n的单通道字节型图像,其imageData排列如下:

如果我们要遍历图像中的元素,只需:

  1. IplImage* img=cvCreateImage(cvSize(640,480),IPL_DEPTH_8U,1);
  2. uchar* tmp;
  3. for(int i=0;i<img->height;i++)
  4.     for(int j=0;j<img->width;j++)
  5.         *tmp=((uchar *)(img->imageData + i*img->widthStep))[j];

这种直接访问的方法速度快,但容易出错,我们可以通过定义指针来访问。即:

  1. IplImage* img=cvCreateImage(cvSize(640,480),IPL_DEPTH_8U,1);
  2. ucha* data=(uchar *)img->imageData;
  3. int step = img->widthStep/sizeof(uchar);
  4. uchar* tmp;
  5. for(int i=0;i<img->height;i++)
  6.     for(int j=0;j<img->width;j++)
  7.         *tmp=data[i*step+j];

而多通道(三通道)字节图像中,imageData排列如下:

其中(Bi,Bj)(Gi,Gj)(Ri,Rj)表示图像(i,j)处BGR分量的值。使用指针的遍历方法如下

  1. IplImage* img=cvCreateImage(cvSize(640,480),IPL_DEPTH_8U,1);
  2. IplImage* img=cvCreateImage(cvSize(640,480),IPL_DEPTH_8U,3);
  3. uchar* data=(uchar *)img->imageData;
  4. int step = img->widthStep/sizeof(uchar);
  5. int channels = img->nChannels;
  6. uchar *b,*g,*r;
  7. for(int i=0;i<img->height;i++)
  8.      for(int j=0;j<img->width;j++){
  9.            *b=data[i*step+j*chanels+0];
  10.            *g=data[i*step+j*chanels+1];
  11.            *r=data[i*step+j*chanels+2];
  12.       }

*如果要修改某像素值,则直接赋值。

使用cvGet2D()函数访问:

cvGet*D系列函数可以用来返回特定位置的数组元素(一般使用cvGet2D),原型如下:
  1. CvScalar cvGet1D( const CvArr* arr, int idx0 );
  2. CvScalar cvGet2D( const CvArr* arr, int idx0, int idx1 );
  3. CvScalar cvGet3D( const CvArr* arr, int idx0, int idx1, int idx2 );
  4. CvScalar cvGetND( const CvArr* arr, int* idx );

idx0,idx1,idx2分别用来指示元素数组下标,即cvGet2D返回(idx0,idx1)处元素的值。

因此,单通道图像像素访问方式如下:
  1. IplImage* img=cvCreateImage(cvSize(640,480),IPL_DEPTH_8U,1);
  2. double tmp;
  3. for(int i=0;i<img->height;i++)
  4.     for(int j=0;j<img->width;j++)
  5.         tmp=cvGet2D(img,i,j).val[0];

多通道字节型/浮点型图像:

  1. IplImage* img=cvCreateImage(cvSize(640,480),IPL_DEPTH_32F,3);
  2. double tmpb,tmpg,bmpr;
  3. for(int i=0;i<img->height;i++)
  4.     for(int j=0;j<img->width;j++){
  5.         tmpb=cvGet2D(img,i,j).val[0];
  6.         tmpg=cvGet2D(img,i,j).val[1];
  7.         tmpr=cvGet2D(img,i,j).val[2];
  8.     }
如果是修改元素的值,可用cvSet*D(一般是cvSet2D)函数:
  1. void cvSet1D( CvArr* arr, int idx0, CvScalar value );
  2. void cvSet2D( CvArr* arr, int idx0, int idx1, CvScalar value );
  3. void cvSet3D( CvArr* arr, int idx0, int idx1, int idx2, CvScalar value );
  4. void cvSetND( CvArr* arr, int* idx, CvScalar value );

这种方法对于任何图像的访问方式是一样的,比较简单,但效率较低,不推荐使用。

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