OpenCV 图像大小限制

Question

我正在尝试使用ITK到OpenCV桥接程序在OpenCV和ITK之间传递一个巨大的Mat图像（98304x51968）。但是，我遇到了以下错误：

Insufficient memory (OverFlow for imageSize) in cvIniyImageHeader, file opencv\modules\core\src\array.cpp line 2961.

这是否意味着OpenCV对图像大小有限制？

- user2827482

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错误信息表明内存不足，超出了一些OpenCV的限制。你的RAM有多少？请注意，你的图像几乎有5亿像素。每个像素使用多少位？ - Daniel Langr

8个像素，我有156 GB，所以这不是RAM问题。我找到了一个讨论类似问题的话题: https://github.com/opencv/opencv/pull/7507 - user2827482

如果你在Linux或者macOS操作系统上，尝试运行ulimit -a命令来查看你是否有内存分配的限制。 - Mark Setchell

这是Windows系统，所以我不认为可以。 - user2827482

OpenCV有图像大小限制，但你的错误仍然是“内存不足”。你可以尝试手动分配相同数量的内存吗？如果每个像素确实有8个通道，应该接近39 GB。也许你的RAM被分配给了不同的CPU或者碎片化了。 - Micka

Answer 1

好消息，自从这个拉取请求：正确处理大矩阵 #11505 之后，你应该可以像下面这样做（代码取自测试）：

Mat m(65000, 40000, CV_8U);
ASSERT_FALSE(m.isContinuous());

uint64 i, n = (uint64)m.rows*m.cols;
for( i = 0; i < n; i++ )
    m.data[i] = (uchar)(i & 255);

cv::threshold(m, m, 127, 255, cv::THRESH_BINARY);
int nz = cv::countNonZero(m);  // FIXIT 'int' is not enough here (overflow is possible with other inputs)
ASSERT_EQ((uint64)nz, n / 2);

由于 countNonZero() 返回一个 int，因此可能会发生溢出。这意味着您应该能够创建巨大的矩阵，但并非所有 OpenCV 函数都能正确处理巨大的矩阵。

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关于您的问题，以下是 v5.0a02 中 ITKImageToCVMat 的代码：

template<typename TInputImageType>
cv::Mat
OpenCVImageBridge::ITKImageToCVMat(const TInputImageType* in, bool force3Channels)
{
  // Extra copy, but necessary to prevent memory leaks
  IplImage* temp = ITKImageToIplImage<TInputImageType>(in, force3Channels);
  cv::Mat out = cv::cvarrToMat( temp, true );
  cvReleaseImage(&temp);
  return out;
}

正如您所看到的，IplImage图像仍在使用中，可能是您出错的源头。目前最好的选择应该是自己进行转换。也许可以尝试以下代码（我不熟悉ITK，输入和输出类型相同，通道数为1）：

typename ImageType::RegionType  region = in->GetLargestPossibleRegion();
typename ImageType::SizeType    size = region.GetSize();
unsigned int w = static_cast< unsigned int >( size[0] );
unsigned int h = static_cast< unsigned int >( size[1] );
Mat m(h, w, CV_8UC1, in->GetBufferPointer());

这里没有涉及复制操作。如果您想要复制，可以执行以下操作：

Mat m_copy = m.clone();

- Catree

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谢谢Catree。的确，我自己做了，而且成功了。 - user2827482

Answer 2

似乎在IplImage中存在一个有符号整数（通常为32位）的限制： 从这里的命名.cpp文件中，以下代码片段导致了错误：

const int64 imageSize_tmp = (int64)image->widthStep*(int64)image->height;
image->imageSize = (int)imageSize_tmp;
if( (int64)image->imageSize != imageSize_tmp )
    CV_Error( CV_StsNoMem, "Overflow for imageSize" );

这段代码中的image->imageSize看起来像是一个32位有符号整数，并且这部分代码会检测和处理溢出。根据您在评论中发布的链接，IplImage的“漏洞”可能已经被修复了（我没有检查），所以也许您可以删除OpenCV代码中用于检测溢出的步骤以支持新版本的IplImage，但这只是一种猜测，需要进行确认。您需要检查image->imageSize的类型。如果它是一个64位类型，那么您可能可以更改openCV的代码以支持大于2147483647字节的Mats。

编辑：备注：我检查了OpenCV 3.4中的代码，该行代码是正确的，因此可能在版本4.0中尚未发生变化。

如果您确定IplImage的限制已得到修复，则可以尝试以下内容：

const int64 imageSize_tmp = (int64)image->widthStep*(int64)image->height;
image->imageSize = imageSize_tmp; // imageSize isn't 32 bit signed int anymore!
//if( (int64)image->imageSize != imageSize_tmp ) // no overflow detection necessary anymore
//    CV_Error( CV_StsNoMem, "Overflow for imageSize" ); // no overflow detection necessary anymore

“但最好确保IplImage的图像大小现在是64位的;)”

“更新：链接的修复https://github.com/opencv/opencv/pull/7507/commits/a89aa8c90a625c78e40f4288d145996d9cda3599添加了溢出检测，因此可能IplImage仍然具有32位int imageSize限制！在这里要小心！”

- Micka

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int 打起来比 size_t 快多了 :D - Micka

现在你可以使用 Mat 来实现这个功能（参见）：Mat m; m.create(65000, 40000, CV_8U);。在现代 OpenCV（>=2.4）中，不应再使用 IplImage。 - Catree

当OpenCV使用IPP支持时，可能会在内部创建IplImages？ - Micka