将 RGB IplImage 转换为 3 个数组

Question

我需要一些 C++/指针帮助。当我创建 RGB IplImage 并且想要访问 i,j 时，我使用以下 C++ 类： http://www.cs.iit.edu/~agam/cs512/lect-notes/opencv-intro/opencv-intro.html

template<class T> class Image
{
private:
    IplImage* imgp;

public:
    Image(IplImage* img=0) {imgp=img;}
    ~Image(){imgp=0;}
    void operator=(IplImage* img) {imgp=img;}
    inline T* operator[](const int rowIndx) {
        return ((T *)(imgp->imageData + rowIndx*imgp->widthStep));}
};

typedef struct{
  unsigned char b,g,r;
} RgbPixel;

typedef struct{
  float b,g,r;
} RgbPixelFloat;

typedef Image<RgbPixel>       RgbImage;
typedef Image<RgbPixelFloat>  RgbImageFloat;
typedef Image<unsigned char>  BwImage;
typedef Image<float>          BwImageFloat;

我一直在使用 CUDA，所以有时我必须将所有数据放入一个数组中，我喜欢将每个通道保留在自己的数组中，这样处理数据似乎更容易。所以我通常会做这样的事情：

IplImage *image = cvLoadImage("whatever.tif");
RgbImageFloat img(image);
for(int i = 0; i < exrIn->height; i++)
{
    for(int j = 0; j < exrIn->width; j++)
    {
        hostr[j*data->height+i] = img[i][j].r;
        hostg[j*data->height+i] = img[i][j].g;
        hostb[j*data->height+i] = img[i][j].b;
    }
}

然后我会将数据复制到设备，用它做一些事情，将其返回到主机，然后再次循环，通过数组将数据分配回 IplImage 并保存我的结果。

看起来我循环得太多了，必须有一种更快的方法来使用指针来做到这一点，但我迷失了，必须有一种更有效的方法来做到这一点。有没有一种方法可以简单地为每个通道使用指针？我尝试做这样的事情，但没有成功：

float *hostr = &img[0][0].r
float *hostg = &img[0][0].b
float *hostb = &img[0][0].g

有什么建议吗？谢谢！

编辑： 谢谢大家的回答。也许我的问题问得不是很清楚。我熟悉如何访问渠道及其数据。我感兴趣的是提高将数据从 IplImage 完全复制到标准数组的性能和效率，更符合 csl 到目前为止所说的内容。我看到的问题是 IplImage 中数据的排列方式是“rgbrgbrgbrgb”。

Answer 1

首先，如果您熟悉 C++，您应该考虑使用 OpenCV 2.0，它消除了不同的图像和矩阵的数据类型（IplImage* 和 CvMat*），并使用一种结构 (Mat) 来处理两者。除了自动内存管理和大量用于处理通道等的有用例程以及一些 MATLAB 风格的例程之外，它使用起来非常有趣。

对于您的具体问题，您可以使用 Mat 访问 IplImage* 的通道，如下所示：

 IplImage *image = cvLoadImage("lena.bmp");
 Mat Lena(image);
 vector<Mat> Channels;
 split(Lena,Channels);
 namedWindow("LR",CV_WINDOW_AUTOSIZE);
 imshow("LR",Channels[0]);
 waitKey();

现在您拥有 vector 中每个通道的副本> 渠道。

如果您不想使用OpenCV2.0并提取通道，请注意以下事项。 OpenCV 按以下方式对多通道图像进行排序：

x(1,1,1) x(1,1,2) x(1,1,3) x(1,2,1) x(1, 2,2) x(1,2,3) ...

其中 x(i,j,k) = 通道 k 中 j 列 i 行的元素

另外，OpenCV 填充它是图像..所以不要忘记使用widthStep跳转行，它会解释这些填充间隙。按照 csl 所说的，增加行数外循环中的指针（使用 widthStep）并递增该指针以访问行中的元素。

注意：

由于您现在使用的是 2.0，因此您可以使用 Mat Lena = imread("Lena.bmp"); 绕过 IplImage*。

Answer 2

这里还有很多改进的空间。这么多，您应该阅读人们如何访问位图。

首先，尽可能增加内存局部性。这将增加缓存命中率和性能。即，不要为每个颜色通道使用三个单独的数组。将它们存储在一起，因为您可能主要在像素上工作。

其次，不要对每个像素进行 y*width 计算。当在内循环中完成时，它会消耗很多周期。

最后，如果您只想要图像的完整副本，那么您可以简单地执行 memcpy()，这非常快。我无法推断您是否从浮点数转换为整数，但如果没有，请对非重叠区域使用 memcpy() 。

如果您想知道如何使用指针来做到这一点（一种伪代码，也未经测试）：

float *dst = &hostg[0][0];
RgbPixelFloat *src = &img[0][0];
RgbPixelFloat *end = &img[HEIGHT][WIDTH] + 1;

// copy green channel of whole image
while ( src != end )  {
    *dst = src->g;
    ++dst;
    ++src;
}