OpenCV Eigen Sophus PCL G2O

从组织结构来看：

#include "opencv2/"下的

    cv::Mat img = cv::imread(argv[1], -1);
    if (img.empty())
        return -1;
    cv::namedWindow("Example1", cv::WINDOW_AUTOSIZE);
    cv::imshow("Example1", img);
    cv::waitKey(0);
    cv::destroyWindow("Example1");
    return 0;

imread 从磁盘读取各种图像，返回一个 Mat 结构。 Loads an image from a file.

cv::Mat cv::imread( 
	const String& filename,                   //Input filename
	int    flags = cv::IMREAD_COLOR //Flags set how to interpret file
);

FLAGS可以设置为以下任意一个值

imwrite保存图像 Save an image to a specified file.

bool cv::imwrite(
	const String& filename,    //Input filename
	cv::InputArray image,      //Image to write to file
	const vector<int>& params = vector<int>()  //(Optional) for parameterized fmts
);

第一个参数给定了文件名，文件名的拓展名部分用来决定以何种格式保存图像，以下是对应的扩展名

第二个参数是待存储的输入图像。
第三个参数是被作用特殊类型文件的写入操作时所需的数据。
cv::imwrite是为图像文件定制的。

namedWindow 赋一个名字给窗口，未来 Highgui 和这个窗口交互通过赋予的名字。第二个参数书名了 Window 的特性，可以全部设置为0（默认情况），也可以设置为cv::WINDOW_AUTOSIZE。

imshow 将创建一个窗口，如果窗口不存在，它会自动调用cv::namedWindow()建立一个窗口。无论何时，只要在cv::Mat中拥有一个图像结构，都可以通过cv::imshow()显示。This function should be followed by cv::waitKey function which displays the image for specified milliseconds. Otherwise, it won’t display the image.

OpenCV 播放视频与图像的唯一区别就是需要用循环读取视频序列中的每一帧，还需要来跳出循环。

    cv::namedWindow("Example3", cv::WINDOW_AUTOSIZE);
    cv::VideoCapture cap;
    cap.open( string(argv[1]));//读取视频
    cv::Mat frame;//声明了一个可以保存视频帧的结构
    for (;;){ 
          
        cap >> frame;
        if (frame.empty()) break;
        cv::imshow("Example3", frame);
        if (cv::waitKey(33) >= 0) break;
    }

string(argv[1])是string的构造函数。

VideoCapture可以打开和关闭许多类型的ffmpeg支持的视频文件。
cv::watikey(33) 表示每一帧图片显示后都会等待 33 毫秒。为什么是33毫秒，是因为这能让视频以30FPS的速率播放，并且能够允许用户在播放的时候打断。根据以往的经验，最好去检查VideoCapture结构来确定视频真正的帧率。

    cv::VideoCapture cap;
    if(argc == 1){ 
          
        cap.open(0);//open the first camera
    } else  { 
          
        cap.open(argv[1]);
    }
    if ( !cap.isOpened()){ 
          //check if we succeeded
        std::cerr << "Couldn't open capture." << std::endl;
        return -1;
    }

通过cv::VideoCapture对硬盘上的文件和摄像头是有一致的接口的。对于前者来说，需要给它一个指示读取文件名的路径；对于后者来说，需要给它一个相机的 ID 号，（如果只有一个摄像头链接，这个 ID 号通常为0）。ID 的默认值是-1，这意味着随意选择一个。

utility.hpp
void cv::glob( String pattern, std::vector & result, bool recursive = false);

读取路径pattern中的文件，并存入result中

cv::String filepath = " ...";
std::vector<cv::String> result;
cv::glob ( filepath, result);

XML/YAML file storage class that encapsulates all the information necessary for writing or reading data to/from a file.

cv::FileStorage::FileStorage	(	const String & 	source,
									int 	flags,
									const String & 	encoding = String() 
)		

Parameter
source Name of the file to open or the text string to read the data from. Extension of the file (.xml or .yml/.yaml) determines its format (XML or YAML respectively). Also you can append .gz to work with compressed files, for example myHugeMatrix.xml.gz. If both FileStorage::WRITE and FileStorage::MEMORY flags are specified, source is used just to specify the output file format (e.g. mydata.xml, .yml etc.).
flags Mode of operation. See FileStorage::Mode
encoding Encoding of the file. Note that UTF-16 XML encoding is not supported currently and you should use 8-bit encoding instead of it.

bool cv::imwrite(const String & filename, InputArray img, const std::vector ¶ms = std::vector() );

最简单的图像——灰度图。在一张灰度图中，每个像素位置$(x,y)$对应一个灰度值$I$，所以一张宽度为$w$、高度为 $h$ 的图像，数学上可以记为一个函数： $$I(x,y):{\mathbb{R}}^2\to \mathbb{R}$$
其中，$(x,y)$ 是像素的坐标。像素是位置坐标，每个像素中的存储值为与图片相关的值。
如灰度图存储的为灰度值，灰度值一般用0-255的整数表示，255为纯白色。一张宽度为640像素、高度为480像素分辨率的灰度图可以表示为 uchar image[480][640]。分辨率中的宽度代表列数col，高度代表行数row。

uchar pixel = image[y][x]
uchar pixel = image.at<uchar>(y,x)
uchar pixel = *image.ptr<uchar>(y.x);

读取[x][y]的像素。一个像素的灰度可以用8位整数记录，也就是一个$0\sim 2^8-1$
在RGB-D相机的深度图中，记录了各个像素与相机之间的距离，这个距离通常以毫米为单位，而RGB-D相机的量程在十几米左右，超过了255。通常会采用16位整数，unsigned short来记录深度图的信息，$0\sim 2^{16}-1$。彩色图像的表示则需要通道（channel）的概念。在计算机中，使用红绿蓝三色来组合任意色彩。对于每一个像素，都要记录其R、G、B三个数值，每个数值就成为一个通道。如最常见的彩色图像有三个通道，每个通道都由8位整数表示。在这种规定下，一个像素占24位空间。也就是得到一个24位的像素，每8位代表一个颜色的色值，如果还想表达图像的透明度，就使用RGBA。在OpenCV中默认顺序为BGR。

用指针遍历像素，速度优于逐个遍历像素

for ( size_t y = 0; y < image.rows; y++ ) { 
          
	uchar *row_ptr = image.ptr<uchar>(y);// 图像的行指针 row_ptr是第
										 // 行的头指针
	for ( size_t x = 0; x < image.cols; x++) { 
          
		uchar *data_ptr = &row_ptr[x * image.channels()];//data_ptr 指向待访问的像素数据
	}
}

遍历像素：
外层循环是for (int n; n < rows; n++)，内层循环是for (int n; n < rcols; n++)。因为是先行循环，后列循环。注意对应rows 和 cols。
循环内的程序，注意n和m对应的与图片像素的关系。[m][n]是与图片有关，但是行列元素还是正常表示。

cv::circle()

void circle(
	cv::Mat&   img, //Image to be drawn on
	cv::Point  center,//Location of circle center
	int  radius, //Radius of circle
	const cv::Scalar& color, //Color, RGB form
	int  thickness = 1,//Thickness of line]
	int  linetype = 8,//Connectedness, 4 or 8
	int  shift = 0//Bits of radius to treat as fraction
);

第二个参数是圆心的二维坐标点，然后是radius color thickness 等应用在圆心和半径上。

cv::line()

void line (
	cv::Mat&  img, //Image to be drawn on
	cv::Point  pt1,//First endpoint of line
	cv::Point  pt2,//Secoind endpoint of line
	const cv::Scalar& color,//Color，BGR form
	int  linetype = 8,//Connectedness, 4 or 8
	int  shift = 0 //Bits of radius to treat as fraction
);

在图像img上绘制一条从pt1到pt2的直线。直线自动被图像边缘截断。

RNG rng;
Scalar color = Scalar( rng(255), rng(255), rng(255));

随机数发生器 cv::RNG
一个随机数对象RNG用来产生随机数的伪随机序列。这样做的好处是你可以方便的得到多重伪随机数流。在写大型系统时，在不同的代码模块中使用不同的随机数流是个好习惯。这样的话，当你移除一个模块时，不会改变其他模块中的随机数流。

cv::RNG()

cv::RNG::RNG ( void );
cv::RNG::RNG ( uint64 state);  //create using the seed 'state'

可以使用默认构造函数来创建一个RNG对象，或者传递一个64位的无符号整形数，这个数将用来作为随机数序列的种子。如果调用默认的构造函数（或者第二个参数为0），这个生成器将使用一个定制来初始化。

cv::theRNG()

cv::RNG& theRNG (void); //return a random number generator

该函数为了调用它的线程返回一个默认的随机数生成器。OpenCV自动为每一个执行中的线程创建一个cv::RNG的实例。如果你只想要一个数或者只初始化一个数组，这些函数就很方便。然后，如果你有一个循环需要产生大量随机数，最好使用一个随机数生成器。通过使用RNG::operator T()来得到自己的随机数。

cv::RNG::operator T()
T是数据类型

cv::RNG::operator uchar();
cv::RNG::operator schar();
cv::RNG::operator ushort();
cv::RNG::operator short int();
cv::RNG::operator int();
cv::RNG::operator unsigned();
cv::RNG::operator float();
cv::RNG::operator double();

上述都是强制类型转化，重载的类型转换操作符()

cv::RNG rng = cv::theRNG();
cout << "An integer: " << (int)rng << endl;
cout << "Another integer: " << int(rng) << endl;
cout << "A float: " << (float)rng << endl;
cout << "Another float: " << float(rng) << endl;

产生整数的死后，将覆盖整个取值范围；当产生浮点数时，它们的范围始终是$[0.0,1.0)$。

函数cvRound(),cvFloor(),cvCeil()

• cvRound():返回跟参数最接近的整数值，即四舍五入
• cvFloor():返回不大于参数的最大整数值，即向下取整
• cvCeil():返回不小于参数的最小整数值，即向上取整

关键点和描述子的分析

• 搜索图像中所有关键点
• 为每个关键点创造描述子
• 将描述子和先有的描述集比较，查找匹配项

cv::KeyPoint对象

class cv::KeyPoint { 
          
public:
	cv::Point2f pt; //coodinates of the keypoint
	float size://diameter of the meaningful keypoint neighborhood
	float angle;//computed orientation of the keypoints (-1 if none)
	float response;/response for which the keypoints was selected
	...
}

每个关键点都有一个cv::Point2f成员，这告诉我们它位于哪里。size是关于关键点周围区域的某些信息，或者在某种程度上包含关键点存在于第一位的判定，或者将在该关键点的描述子中发挥的作用。关键点的angle只对某些关键点有意义。response用于能够对一个关键点比另一个关键点更强做出响应的检测器。
cv::KeyPoint对象有两个构造函数，基本相同，区别在于使用两个浮点数还是单个cv::Point2f对象来设置关键点的位置。

为了找到关键点且/或计算描述子，有cv::Feature2D类，有一些叫做cv::FeatureDetector和cv::DescriptorExtractor的类，适用于单纯的特征检测或描述子提取算法的单独的类。在OpenCV 3.x开始，是通过typedef定义的cv::Feature2D的同义词，typedef Feature2D FeatureDetector等

using namespace cv;
Ptr<FeatureDetector> detector;
Ptr<DescriptorExtractor> descriptor;

如果是单纯的关键点检测算法，如FAST，实际的实现可能只是执行cv::Feature2D::detect()；如果它是一个纯特征描述算法，如FREAK，实际的实现可能只是cv::Feature2D::compute()；在要求完全解决的算法的情况下，如SIFT、SURF、ORB等，实际的实现就会是cv::Feature2D::detectAndCompute()，在这种情况下，detect()和compute()会被隐式调用

• detect(image, keypoints, mask) ~ detectAndCompute(image, mask, keypoints, noArray(), false)
cv::Feature2D::detect()方法直接或通过调用detectAndCompute()进行关键点的基本工作。第一个方法需要输入图像、关键点向量和可选掩码（掩码就是屏蔽图片，位图掩码，就是将图片的每个像素和掩码中对应的像素进行与运算， 1&23=23 ，0&89= 0）。然后搜索图像中的关键点，并找到的任何内容放置在你提供的向量中。第二个方法完全做相同的事情，不同的是它合计一个图像的向量、一个掩码的向量（或者根本没有）以及关键点向量