OpenCV里IplImage数据结构中width和widthStep极易出错的问题

最新推荐文章于 2021-10-11 08:45:39 发布

转载最新推荐文章于 2021-10-11 08:45:39 发布 · 1.2k 阅读

文章标签：

#opencv

OpenCV 专栏收录该内容

2 篇文章

订阅专栏

写了一个小程序，功能是将一幅图像的四周扩展若干像素，开始时的代码如下：

#include <cv.h>
#include <highgui.h>

void SpreadAround(IplImage* src,IplImage* dst,int N)
{
     int w=src->width;
     int h=src->height;
     int wp=w+2*N;
     int hp=h+2*N;
     int i,j;
     uchar* srcdata=(uchar*)src->imageData;
     uchar* dstdata=(uchar*)dst->imageData;
     for(i=0;i<hp;i++)
          for(j=0;j<wp;j++)
              dstdata[ i*wp + j]=0;
    for(i=0;i<h;i++)
         memcpy(dstdata+ N + wp*(i+N), srcdata + w*i, w);

}

int main(int argc, char** argv )
{
  uchar image[300]={
  0,0,0,0,0,0,0,255,255,255,255,0,0,0,0,
  0,0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,0,0,0,0,
  0,0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,0,0,0,
  0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,255,0,0,0,
  0,0,0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,0,0,
  0,0,0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,0,0,
  0,0,0,0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,0,
  0,0,0,0,0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,
  0,0,0,0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,255,
  0,0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,255,255,0,
  0,0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,255,0,0,
  0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,255,0,0,0,
  0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,255,0,0,0,
  0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,255,0,0,0,0,
  0,0,0,0,255,255,255,255,255,0,0,0,0,0,0,
  0,0,0,255,255,255,255,255,255,0,0,0,0,0,0,
  0,0,0,255,255,255,255,0,0,0,0,0,0,0,0,
  0,255,255,255,255,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  255,255,255,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
};

IplImage* pI=cvCreateImage(cvSize(15,20),IPL_DEPTH_8U,1);
int i,j;

memcpy(pI->imageData, image, 15*20);

cvNamedWindow("原图",1);
cvShowImage("原图",pI);
cvWaitKey();
IplImage* pIP=cvCreateImage(cvSize(35,40),IPL_DEPTH_8U,1);
SpreadAround(pI,pIP,10);
cvNamedWindow("扩展后的图像",1);
cvShowImage("扩展后的图像",pIP);
cvWaitKey();

cvReleaseImage(&pI);
cvReleaseImage(&pIP);
cvDestroyWindow("原图");
cvDestroyWindow("扩展后的图像");
return 0;
}

这个程序的运行结果为，两幅图像显示的并不是想要的结果，而是很奇怪的图像。

这个问题困扰了我两天，始终想不通是为什么，最后终于看到这篇帖子（http://apps.hi.baidu.com/share/detail/17915994），找到了原因。

对OpenCV稍有了解的同学都知道里边用于存储图像数据的IplImage，其中有两个属性非常值得关注，稍不留神就会导致错误：

一是width属性；二是widthStep属性。

前者是表示图像的每行像素数，后者指表示存储一行像素需要的字节数。

在OpenCV里边，widthStep必须是4的倍数，从而实现字节对齐，有利于提高运算速度。

如果8U单通道图像宽度为3，那么widthStep是4，加一个字节补齐。这个图像的一行需要4个字节，只使用前3个，最后一个空着。

也就是一个宽3高3的图像的imageData数据大小为4*3=12字节。

需要注意的是，空着的那个像素并不是无效的，它仍然可以被操作，这就是导致错误的根源。

其实原因就在于，在cvCreateImage的时候，OpenCV为实现字节对齐，使得每行数据实际有16个字节（多出一个），在使用memcpy的过程中，这些多出的字节就把对应的数据给“吃”了，因为这些数据在cvShowImage的时候并不会显示出来，这样，第二行就少一个字节，第三行少两个字节，……，所以整个图像就显示错误了！

知道这一点后可以将程序更改如下（红色部分），这样，程序才能按我们的设想运行。

#include <cv.h>
#include <highgui.h>

void SpreadAround(IplImage* src,IplImage* dst,int N)
{
     int w=src->width;
     int h=src->height;
     int wp=w+2*N;
     int hp=h+2*N;
     int i,j;
     uchar* srcdata=(uchar*)src->imageData;
     uchar* dstdata=(uchar*)dst->imageData;
     for(i=0;i<hp;i++)
          for(j=0;j<dst->widthStep;j++)
              dstdata[i*dst->widthStep+j]=0;
    for(i=0;i<h;i++)
         memcpy(dstdata+ N + dst->widthStep*(i+N), srcdata + src->widthStep*i, w);

}

IplImage* pI=cvCreateImage(cvSize(15,20),IPL_DEPTH_8U,1);
int i,j;
for(i = 0; i<20; i++)
memcpy(pI->imageData + pI->widthStep*i, image + 15*i, 15);
cvNamedWindow("d",1);
cvShowImage("d",pI);
cvWaitKey();
IplImage* pIP=cvCreateImage(cvSize(35,40),IPL_DEPTH_8U,1);
SpreadAround(pI,pIP,10);
cvNamedWindow("dd",1);
cvShowImage("dd",pIP);
cvWaitKey();

cvReleaseImage(&pI);
cvReleaseImage(&pIP);
cvDestroyWindow("d");
cvDestroyWindow("dd");
return 0;
}