准确提取txt中保存的Mat(矩阵)数据,不损失精度

该文介绍了如何从txt文件中提取OpenCV保存的Mat矩阵数据,用于相机标定和三维重建。通过编写split函数拆分包含“[”,“,”,“;”,“]”的字符串,然后逐层解析矩阵数据,将其存储到向量中并赋值给cv::Mat对象。程序分别读取了相机内参、畸变系数、旋转和平移矩阵等参数。

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由于近期研究相机标定以及三维重建工作,因此需要将标定程序以及重建程序分开,这样只需运行标定程序一次,之后重建时将各个矩阵从txt中读出即可,因此记录一下提取opencv保存的Mat数据的过程(可以用于矩阵提取的其他场合)。

原理:txt中通过ofstream保存的符号无非“[”、“, ”、“;”、“]”,因此将这些符号拆分出来就可以了。

保存的矩阵如图所示:

话不多说,直接贴程序。

//拆分字符串的函数
std::vector<std::string> split(std::string str, std::string pattern)
{
    std::vector<std::string> ret;
    if (pattern.empty()) return ret;
    size_t start = 0, index = str.find_first_of(pattern, 0);
    while (index != str.npos)
    {
        if (start != index)
            ret.push_back(str.substr(start, index - start));
        start = index + 1;
        index = str.find_first_of(pattern, start);
    }
    if (!str.substr(start).empty())
        ret.push_back(str.substr(start));
    return ret;
}

//从txt中获取矩阵的函数
void getMatrix(std::ifstream& ifs1,cv::Mat& cameraMatrix)
{
    std::vector<double> matrix_cam;

    std::string test_str;
    while (std::getline(ifs1, test_str))//逐行读取数据
    {
        //std::cout << test << std::endl;
        //string->char *
        std::string split1 = "[";
        //分割字符串
        std::vector<std::string> str1 = split(test_str, split1);//第一次拆分

        std::string split2 = ", ";
        std::vector<std::string> str2;
        for (int i = 0; i < str1.size(); i++)
        {
            std::vector<std::string> str_temp = split(str1[i], split2);//第二次拆分
            for (int j = 0; j < str_temp.size(); j++)
            {
                str2.push_back(str_temp[j]);
            }
        }
        //第三次拆分
        std::string split3 = ";";
        std::vector<std::string> str3;
        for (int i = 0; i < str2.size(); i++)
        {
            std::vector<std::string> str_temp2 = split(str2[i], split3);
            for (int j = 0; j < str_temp2.size(); j++)
            {
                str3.push_back(str_temp2[j]);
            }
        }
        //第四次拆分
        std::string split4 = "]";
        std::vector<std::string> str4;
        for (int i = 0; i < str3.size(); i++)
        {
            std::vector<std::string> str_temp3 = split(str3[i], split4);
            for (int j = 0; j < str_temp3.size(); j++)
            {
                str4.push_back(str_temp3[j]);
            }

        }

        for (int i = 0; i < str4.size(); i++)
        {
            double temp = std::stod(str4[i]);
            matrix_cam.push_back(temp);
        }
    }

    int k = 0;
    if (matrix_cam.size() != cameraMatrix.rows * cameraMatrix.cols)
        std::cout << "拆分的矩阵数据不对!" << std::endl;
    for (int i = 0; i < cameraMatrix.rows; i++)
    {
        for (int j = 0; j < cameraMatrix.cols; j++)
        {

            double temp = matrix_cam[k];
            cameraMatrix.at<double>(i, j) = temp;
            k++;
        }
    }
}

main函数中的程序:

std::ifstream ifs1;
    ifs1.open("../light_plan_calibration/camera_parameters.txt", std::ios::in);
    if (!ifs1)
    {
        std::cout << "camera_parameters.txt 无法打开!" << std::endl;
        exit(1);
    }

    //获取相机内参的矩阵
    cv::Mat cameraMatrix = cv::Mat(3, 3, CV_64FC1, cv::Scalar::all(0));

    getMatrix(ifs1, cameraMatrix);
    //std::cout << cameraMatrix << std::endl;
    //获取相机畸变矩阵
    std::ifstream ifs2;
    ifs2.open("../light_plan_calibration/discoeffs_parameters.txt", std::ios::in);
    if (!ifs2)
    {
        std::cout << "discoeffs_parameters.txt 无法打开!" << std::endl;
        exit(1);
    }
    cv::Mat distCoeffs = cv::Mat(1, 5, CV_64FC1, cv::Scalar::all(0));
    getMatrix(ifs2, distCoeffs);
    //std::cout << distCoeffs << std::endl;

    //获取旋转平移矩阵
    std::ifstream ifs3;
    ifs3.open("../light_plan_calibration/rvecs_parameters.txt", std::ios::in);
    if (!ifs3)
    {
        std::cout << "rvecs_parameters.txt 无法打开!" << std::endl;
        exit(1);
    }
    cv::Mat tvecsMat = cv::Mat(3, 1, CV_64FC1, cv::Scalar::all(0));
    getMatrix(ifs3, tvecsMat);
    //std::cout << tvecsMat << std::endl;

    std::ifstream ifs4;
    ifs4.open("../light_plan_calibration/tvecs_parameters.txt", std::ios::in);
    if (!ifs4)
    {
        std::cout << "tvecs_parameters.txt 无法打开!" << std::endl;
        exit(1);
    }
    cv::Mat rvecsMat = cv::Mat(3, 1, CV_64FC1, cv::Scalar::all(0));
    getMatrix(ifs4, rvecsMat);
    //std::cout << rvecsMat << std::endl;

    //获取光平面系数
    std::vector<double> light_plane;
    std::ifstream ifs5;
    ifs5.open("../light_plan_calibration/plane_parameters.txt", std::ios::in);
    if (!ifs5)
    {
        std::cout << "plane_parameters.txt 无法打开!" << std::endl;
        exit(1);
    }
    cv::Mat planeMat = cv::Mat(1, 4, CV_64FC1, cv::Scalar::all(0));
    getMatrix(ifs5, planeMat);
    for (int i = 0; i < planeMat.rows; i++)
    {
        for (int j = 0; j < planeMat.cols; j++)
        {
            light_plane.push_back(planeMat.at<double>(i, j));
        }
    }
    
    //获取传送带位移矩阵
    std::ifstream ifs6;
    ifs6.open("../light_plan_calibration/step_parameters.txt", std::ios::in);
    if (!ifs6)
    {
        std::cout << "step_parameters.txt 无法打开!" << std::endl;
        exit(1);
    }
    cv::Mat step = cv::Mat(3, 1, CV_64FC1, cv::Scalar::all(0));
    getMatrix(ifs6, step);
    std::cout << step << std::endl;

如果有错误,还请指正。

<think>好的,用户想了解如何用C语言通过Dev-C++加载并提取MAT文件的数据。首先,我需要确定MAT文件的格式。MAT文件通常是MATLAB的数据存储格式,属于二进制文件。C语言处理二进制文件通常使用标准库函数,比如fopen、fread等,但MAT文件的结构比较复杂,直接解析可能比较困难。 接下来,用户提到使用Dev-C++编译器。这意味着可能需要寻找适合Windows环境的库或者工具来辅助解析MAT文件。MATLAB本身提供了MAT文件操作的API,即mat.h和libmat.lib/libmx.lib等库,但这些通常需要安装MATLAB或者MATLAB Runtime,可能在Dev-C++中配置起来有点麻烦,特别是对于新手来说。 然后,我需要考虑是否有其他第三方库可用。例如,matio库是一个开源的C库,专门用于读取和写入MAT文件。这可能是一个更好的选择,因为它依赖MATLAB环境,适合在Dev-C++中使用。用户需要下载matio的库文件,并在Dev-C++中配置包含路径和库路径,链接相应的库文件。 另外,用户可能需要指导如何安装和配置matio库。Dev-C++的库配置通常涉及在项目属性中添加包含目录和库目录,以及指定链接的库文件(如libmatio.a)。同时,需要确保matio的依赖项,如zlib,也已经安装并正确配置。 在代码编写方面,需要包含matio的头文件,使用Mat_Open函数打开MAT文件,遍历其中的变量,读取数据。对于同类型的数据(如矩阵、结构体等),需要使用相应的函数来提取。例如,Mat_VarRead函数可以读取变量,然后根据数据类型处理。 此外,用户可能遇到编译或链接错误,比如找到头文件或库文件。这时候需要检查路径设置是否正确,库文件是否与编译器兼容(例如,是否是用MinGW编译的,因为Dev-C++通常使用MinGW)。如果matio库没有预编译的Windows版本,可能需要用户自己从源码编译,这可能会增加复杂性。 最后,可能需要提供一个简单的示例代码,展示如何打开MAT文件,读取变量,并输出数据。同时提醒用户注意内存管理和错误处理,比如确保关闭文件和释放变量,避免内存泄漏。 总结步骤:1. 确定MAT文件的结构和解析方法;2. 选择合适的库(如matio);3. 配置Dev-C++环境;4. 编写读取和解析代码;5. 处理可能的依赖和编译问题。</think>在C语言中通过Dev-C++读取MAT文件数据需要借助第三方库实现,以下是具体实现步骤: ### 一、准备工作 1. **安装matio库**(开源MAT文件I/O库) - 下载地址:https://sourceforge.net/projects/matio/ - 编译生成`libmatio.a`静态库文件[^3] 2. **配置Dev-C++环境** ```c // 项目属性设置 - 包含目录:添加matio/include路径 - 库目录:添加matio/lib路径 - 链接库:添加-lmatio -lz(zlib压缩库依赖) ``` ### 二、核心代码实现 ```c #include <stdio.h> #include <matio.h> int main() { mat_t *matfp = Mat_Open("data.mat", MAT_ACC_RDONLY); if (!matfp) { printf("无法打开MAT文件\n"); return -1; } matvar_t *matvar; while ((matvar = Mat_VarReadNextInfo(matfp)) != NULL) { if (Mat_VarReadDataAll(matfp, matvar)) { printf("变量%s读取失败\n", matvar->name); continue; } if (matvar->class_type == MAT_C_DOUBLE) { double *data = (double*)matvar->data; printf("变量%s数据:", matvar->name); for (int i = 0; i < matvar->nbytes/matvar->data_size; i++) { printf("%f ", data[i]); } printf("\n"); } Mat_VarFree(matvar); } Mat_Close(matfp); return 0; } ``` ### 三、关键操作说明 1. **文件打开模式** ```c MAT_ACC_RDONLY // 只读模式 MAT_ACC_RDWR // 读写模式 ``` 2. **数据类型处理** - 通过`matvar->class_type`判断数据类型: ```c MAT_C_DOUBLE // 双精度浮点 MAT_C_INT32 // 32位整型 MAT_C_CHAR // 字符串 ``` 3. **多维数据访问** ```c // 访问三维矩阵数据示例 size_t dims[3] = {matvar->dims[0], matvar->dims[1], matvar->dims[2]}; double (*array3D)[dims[1]][dims[2]] = (double(*)[dims[1]][dims[2]])matvar->data; ``` ### 四、常见问题解决 1. **链接错误**:确保`zlib1.dll`位于可执行文件目录 2. **数据乱码**:检查字节序设置`Mat_GetVersion(matfp)` 3. **内存泄漏**:必须调用`Mat_VarFree()`释放变量[^3]
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