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 并想访问 i,j 时，我使用以下 C++ 类，取自：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。所以我通常会这样做：

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;
    }
}

然后我会将我的数据复制到设备，用它做一些事情，将它返回到主机，然后再次循环，通过将数据分配回 IplImage 的数组并保存我的结果。

似乎我循环了很多，必须有一种更快的方法来使用指针来执行此操作，但我迷路了，必须有一种更有效的方法来做到这一点。有没有办法可以简单地为每个频道使用一个指针？我尝试做这样的事情，但没有奏效：

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。也许我对我的问题不是很清楚。我熟悉如何访问渠道及其数据。我感兴趣的是提高将数据完全从 IplImage 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，它消除了图像和矩阵的不同数据类型（IplImage* 和 CvMat*）并使用一种结构（Mat）处理两者。除了自动内存管理和大量有用的例程来处理通道等之外，还有一些 MATLAB 风格的例程，使用起来真的很有趣。

对于您的具体问题，您可以使用Mat 访问IplImage* 的频道，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();

现在您在vector Channels 中拥有每个频道的副本。

如果您不想想使用OpenCV2.0 并提取频道，请注意以下几点。 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) ...

在哪里x(i,j,k) = an element in row i of column j in channel k

此外，OpenCV pads 它是图像 .. 所以不要忘记使用 widthStep 跳转行，这会导致这些填充间隙。按照csl said 的思路，增加外循环中的行指针（使用widthStep）并增加此指针以访问一行中的元素。

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

这里有很多的改进空间。这么多，你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，因为您可能主要处理像素。

其次，不要对每个像素进行 y*width 计算。在内部循环中完成时，会消耗很多循环。

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。如果您从浮点数转换为整数，我无法推断，但如果不是，则将 memcpy() 用于非重叠区域。

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;
}