如何在OpenCV中对CV_32FC1和CV_32FC3图像进行逐像素乘法？

Question

我正在使用OpenCV进行像素级的乘法运算，将一张二维图像A（CV_32FC1）与另一张三维图像B（CV_32FC3）相乘，即将图像A在第三个方向上广播为三维图像，然后与图像B逐像素相乘。现在，我是这样做的：

vector<Mat> temp{imageA, imageA, imageA};   // imageA is CV_32FC1
merge(temp, sampA);                         // sameA is CV_32FC3 now, and each channel is same as imageA
Out = imageB.mul(sampA);                    // imageB is CV_32FC3, and do pixel-wise with sameA

我的问题是： 我能否使用OpenCV获得另一种更有效的方法来达到这个目的？比如OpenCV中的一个函数。

我知道这与MXNet中的“Broadcast”相同，即将2维图像沿第3个方向广播为3维图像，并且结果的每个通道都与输入的2维图像相同。

提前致谢 :-)

- smh

Answer 1

你正在进行的方式虽然理论上是正确的，但不够高效。调用A.convertTo(A, CV_32FC3)不起作用。最有效的方法是调用：

cv::cvtColor(A, A, CV_GRAY2BGR);

这将复制或重新分配内存，但比你当前应用的方式（没有为充当向量视图的cv :: Mats创建额外的头文件）略微更有效。

OpenCV之所以不支持这种乘法，是因为它使用Intel IPP库，在IPP下也不支持这种乘法。这正是OpenCV用于每个元素矩阵乘法的实现方式： https://software.intel.com/en-us/ipp-dev-reference-mul。基本上，A和B中的数据大小必须相同，才能使任何一个函数工作，并且另外，假定A和B都是连续的，因此在你的情况下，需要重新分配或复制。

- Max Walczak

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非常感谢。这正是我想了解的。再次感谢。 - smh

Answer 2

这是我的代码，用于对CV_32FC3和CV_32FC1进行乘法操作

Mat matmul32F(Mat& bgr, Mat& mask)
{
    assert(bgr.type() == CV_32FC3 && mask.type() == CV_32FC1 && bgr.size() == mask.size());
    int H = bgr.rows;
    int W = bgr.cols;
    Mat dst(bgr.size(), bgr.type());

    if (bgr.isContinuous() && mask.isContinuous())
    {
        W *= H;
        H = 1;
    }

    for( int i = 0; i < H; ++i)
    {
        float* pdst = ((float*)dst.data)+i*W*3;
        float* pbgr = ((float*)bgr.data)+i*W*3;
        float* pmask = ((float*)mask.data) + i*W;
        for ( int j = 0; j < W; ++j)
        {
            (*pdst++) = (*pbgr++) *(*pmask);
            (*pdst++) = (*pbgr++) *(*pmask);
            (*pdst++) = (*pbgr++) *(*pmask);
            pmask+=1;
        }
    }
    return dst;
}

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最高效的方法是自己迭代。

我测试了三种方法：

A：使用merge和mul

B：使用cvtColor和mul

C：循环指针并手动相乘。

就时间成本而言，在大多数情况下，A ≈ B ≈ 2 x C。典型的时间成本如下：

Test A: 3.23E-03 s
Test B: 3.26E-03 s
Test C: 1.85E-03 s

- Kinght 金

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这是我找到的快速方法。我认为，在一个函数中使用指针运算符和循环将节省时间。 - Kinght 金

在我看来，“cvtColor”是最清晰易懂的，但我打算使用“Pointer”的那个。 - smh

csu？我知道知乎应该已经被放弃了，因为有太多的水货。如果一直使用中英混合的语言，外国人会不会感到困惑呢？Pointer更快，cv::Mat::mul更干净，而封装指针函数也很干净。这取决于你的真实目的。选择你喜欢的吧。 - Kinght 金