OpenCV(cv::NAryMatIterator())



cv::NAryMatIterator 是 OpenCV 中用于高效遍历多个多维矩阵(cv::Mat)元素的迭代器。它允许你在处理多个矩阵时,将它们看作是一个整体,并以统一的方式遍历它们的元素,特别适合需要对多个矩阵进行同步操作的场景。



1. 基本概念

在 OpenCV 中,cv::Mat 是一个多维数组,它可以表示图像、特征矩阵等。处理多个矩阵时,通常需要逐元素地操作这些矩阵。cv::NAryMatIterator 通过简化矩阵遍历的代码,提高了代码的可读性和效率。



2. 构造函数

cv::NAryMatIterator 的构造函数有几种常见的形式,最常用的有:

cv::NAryMatIterator::NAryMatIterator(
    const cv::Mat** arrays,    // 输入矩阵数组的指针
    cv::Mat* planes,           // 存储当前遍历到的元素块的数组
    int narrays = -1           // 矩阵的数量
)
  • arrays: 指向输入矩阵数组的指针,每个元素都是一个 cv::Mat 对象。
  • planes: 存储当前遍历到的每个矩阵块的指针数组。注意,它们并不是原始矩阵的拷贝,而是指向相应的内存块。
  • narrays: 要遍历的矩阵的数量。如果为 -1,则表示 arrays 中的所有矩阵。


3. 成员变量

  • const cv::Mat** arrays:指向输入矩阵的数组。
  • cv::Mat* planes:指向当前处理的每个矩阵块的数组。
  • uchar* ptr:指向当前处理的矩阵块数据的指针。
  • int iterdepth:表示当前遍历的维度深度。
  • size_t nplanes:表示矩阵的维度积(即需要遍历的块的数量)。
  • size_t size:表示当前处理块的大小。


4. 成员函数

  • bool next():使迭代器指向下一个矩阵块。如果已经遍历完所有块,则返回 false
  • cv::Mat* operator*():返回当前的矩阵块。


5. 使用方法

以下是 cv::NAryMatIterator 的一个基本使用示例:

cv::Mat mat1 = ...;  // 初始化第一个矩阵
cv::Mat mat2 = ...;  // 初始化第二个矩阵

const cv::Mat* arrays[] = { &mat1, &mat2, nullptr };
cv::Mat planes[2];

cv::NAryMatIterator it(arrays, planes);

for (size_t i = 0; i < it.nplanes; i++, ++it) {
    // 处理 planes[0] 和 planes[1]
    // 它们表示 mat1 和 mat2 当前遍历到的块
}

在这个示例中,mat1mat2 是两个需要同步遍历的矩阵。NAryMatIterator 将它们分块处理,planes 数组存储了当前处理的块。++it 用于移动到下一个块,而 it.nplanes 表示总块数。



6. 应用场景

cv::NAryMatIterator 特别适合以下应用场景:

  1. 多矩阵同步操作:例如需要同时对两张图像进行像素级别的操作。
  2. 高维矩阵的遍历:例如遍历多个3D矩阵或更高维的矩阵。
  3. 批量操作:例如对每个图像块应用同一个操作,而不是单独处理每个矩阵的每个元素。

cv::NAryMatIterator 的设计初衷是为了简化代码的结构,避免手动处理复杂的多维索引计算,并提高代码的效率。



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