opencv/include/opencv/cv.hpp

   1 /*M///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   2 //
   3 //  IMPORTANT: READ BEFORE DOWNLOADING, COPYING, INSTALLING OR USING.
   4 //
   5 //  By downloading, copying, installing or using the software you agree to this license.
   6 //  If you do not agree to this license, do not download, install,
   7 //  copy or use the software.
   8 //
   9 //
  10 //                        Intel License Agreement
  11 //                For Open Source Computer Vision Library
  12 //
  13 // Copyright (C) 2000, Intel Corporation, all rights reserved.
  14 // Third party copyrights are property of their respective owners.
  15 //
  16 // Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification,
  17 // are permitted provided that the following conditions are met:
  18 //
  19 //   * Redistribution's of source code must retain the above copyright notice,
  20 //     this list of conditions and the following disclaimer.
  21 //
  22 //   * Redistribution's in binary form must reproduce the above copyright notice,
  23 //     this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
  24 //     and/or other materials provided with the distribution.
  25 //
  26 //   * The name of Intel Corporation may not be used to endorse or promote products
  27 //     derived from this software without specific prior written permission.
  28 //
  29 // This software is provided by the copyright holders and contributors "as is" and
  30 // any express or implied warranties, including, but not limited to, the implied
  31 // warranties of merchantability and fitness for a particular purpose are disclaimed.
  32 // In no event shall the Intel Corporation or contributors be liable for any direct,
  33 // indirect, incidental, special, exemplary, or consequential damages
  34 // (including, but not limited to, procurement of substitute goods or services;
  35 // loss of use, data, or profits; or business interruption) however caused
  36 // and on any theory of liability, whether in contract, strict liability,
  37 // or tort (including negligence or otherwise) arising in any way out of
  38 // the use of this software, even if advised of the possibility of such damage.
  39 //
  40 //M*/
  41
  42 #ifndef _CV_HPP_
  43 #define _CV_HPP_
  44
  45 #ifdef __cplusplus
  46
  47 /****************************************************************************************\
  48 *                    CvBaseImageFilter: Base class for filtering operations              *
  49 \****************************************************************************************/
  50
  51 #define CV_WHOLE   0
  52 #define CV_START   1
  53 #define CV_END     2
  54 #define CV_MIDDLE  4
  55 #define CV_ISOLATED_ROI 8
  56
  57 typedef void (*CvRowFilterFunc)( const uchar* src, uchar* dst, void* params );
  58 typedef void (*CvColumnFilterFunc)( uchar** src, uchar* dst, int dst_step, int count, void* params );
  59
  60 class CV_EXPORTS CvBaseImageFilter
  61 {
  62 public:
  63     CvBaseImageFilter();
  64     /* calls init() */
  65     CvBaseImageFilter( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
  66                        bool _is_separable, CvSize _ksize,
  67                        CvPoint _anchor=cvPoint(-1,-1),
  68                        int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
  69                        CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
  70     virtual ~CvBaseImageFilter();
  71
  72     /* initializes the class for processing an image of maximal width _max_width,
  73        input image has data type _src_type, the output will have _dst_type.
  74        _is_separable != 0 if the filter is separable
  75        (specific behaviour is defined in a derived class), 0 otherwise.
  76        _ksize and _anchor specify the kernel size and the anchor point. _anchor=(-1,-1) means
  77        that the anchor is at the center.
  78        to get interpolate pixel values outside the image _border_mode=IPL_BORDER_*** is used,
  79        _border_value specify the pixel value in case of IPL_BORDER_CONSTANT border mode.
  80        before initialization clear() is called if necessary.
  81     */
  82     virtual void init( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
  83                        bool _is_separable, CvSize _ksize,
  84                        CvPoint _anchor=cvPoint(-1,-1),
  85                        int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
  86                        CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
  87     /* releases all the internal buffers.
  88        for the further use of the object, init() needs to be called. */
  89     virtual void clear();
  90     /* processes input image or a part of it.
  91        input is represented either as matrix (CvMat* src)
  92        or a list of row pointers (uchar** src2).
  93        in the later case width, _src_y1 and _src_y2 are used to specify the size.
  94        _dst is the output image/matrix.
  95        _src_roi specifies the roi inside the input image to process,
  96           (0,0,-1,-1) denotes the whole image.
  97        _dst_origin is the upper-left corner of the filtered roi within the output image.
  98        _phase is either CV_START, or CV_END, or CV_MIDDLE, or CV_START|CV_END, or CV_WHOLE,
  99           which is the same as CV_START|CV_END.
 100           CV_START means that the input is the first (top) stripe of the processed image [roi],
 101           CV_END - the input is the last (bottom) stripe of the processed image [roi],
 102           CV_MIDDLE - the input is neither first nor last stripe.
 103           CV_WHOLE - the input is the whole processed image [roi].
 104     */
 105     virtual int process( const CvMat* _src, CvMat* _dst,
 106                          CvRect _src_roi=cvRect(0,0,-1,-1),
 107                          CvPoint _dst_origin=cvPoint(0,0), int _flags=0 );
 108     /* retrieve various parameters of the filtering object */
 109     int get_src_type() const { return src_type; }
 110     int get_dst_type() const { return dst_type; }
 111     int get_work_type() const { return work_type; }
 112     CvSize get_kernel_size() const { return ksize; }
 113     CvPoint get_anchor() const { return anchor; }
 114     int get_width() const { return prev_x_range.end_index - prev_x_range.start_index; }
 115     CvRowFilterFunc get_x_filter_func() const { return x_func; }
 116     CvColumnFilterFunc get_y_filter_func() const { return y_func; }
 117
 118 protected:
 119     /* initializes work_type, buf_size and max_rows */
 120     virtual void get_work_params();
 121     /* it is called (not always) from process when _phase=CV_START or CV_WHOLE.
 122        the method initializes ring buffer (buf_end, buf_head, buf_tail, buf_count, rows),
 123        prev_width, prev_x_range, const_row, border_tab, border_tab_sz* */
 124     virtual void start_process( CvSlice x_range, int width );
 125     /* forms pointers to "virtual rows" above or below the processed roi using the specified
 126        border mode */
 127     virtual void make_y_border( int row_count, int top_rows, int bottom_rows );
 128
 129     virtual int fill_cyclic_buffer( const uchar* src, int src_step,
 130                                     int y, int y1, int y2 );
 131
 132     enum { ALIGN=32 };
 133
 134     int max_width;
 135     /* currently, work_type must be the same as src_type in case of non-separable filters */
 136     int min_depth, src_type, dst_type, work_type;
 137
 138     /* pointers to convolution functions, initialized by init method.
 139        for non-separable filters only y_conv should be set */
 140     CvRowFilterFunc x_func;
 141     CvColumnFilterFunc y_func;
 142
 143     uchar* buffer;
 144     uchar** rows;
 145     int top_rows, bottom_rows, max_rows;
 146     uchar *buf_start, *buf_end, *buf_head, *buf_tail;
 147     int buf_size, buf_step, buf_count, buf_max_count;
 148
 149     bool is_separable;
 150     CvSize ksize;
 151     CvPoint anchor;
 152     int max_ky, border_mode;
 153     CvScalar border_value;
 154     uchar* const_row;
 155     int* border_tab;
 156     int border_tab_sz1, border_tab_sz;
 157
 158     CvSlice prev_x_range;
 159     int prev_width;
 160 };
 161
 162
 163 /* Derived class, for linear separable filtering. */
 164 class CV_EXPORTS CvSepFilter : public CvBaseImageFilter
 165 {
 166 public:
 167     CvSepFilter();
 168     CvSepFilter( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
 169                  const CvMat* _kx, const CvMat* _ky,
 170                  CvPoint _anchor=cvPoint(-1,-1),
 171                  int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
 172                  CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
 173     virtual void init( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
 174                        const CvMat* _kx, const CvMat* _ky,
 175                        CvPoint _anchor=cvPoint(-1,-1),
 176                        int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
 177                        CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
 178     virtual void init_deriv( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
 179                              int dx, int dy, int aperture_size, int flags=0 );
 180     virtual void init_gaussian( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
 181                                 int gaussian_size, double sigma );
 182     virtual void clear();
 183     const CvMat* get_x_kernel() const { return kx; }
 184     const CvMat* get_y_kernel() const { return ky; }
 185     int get_x_kernel_flags() const { return kx_flags; }
 186     int get_y_kernel_flags() const { return ky_flags; }
 187
 188     enum { GENERIC=0, ASYMMETRICAL=1, SYMMETRICAL=2, POSITIVE=4, SUM_TO_1=8, INTEGER=16 };
 189     enum { NORMALIZE_KERNEL=1, FLIP_KERNEL=2 };
 190
 191     static void init_gaussian_kernel( CvMat* kernel, double sigma=-1 );
 192     static void init_sobel_kernel( CvMat* _kx, CvMat* _ky, int dx, int dy, int flags=0 );
 193     static void init_scharr_kernel( CvMat* _kx, CvMat* _ky, int dx, int dy, int flags=0 );
 194
 195 protected:
 196     CvMat *kx, *ky;
 197     int kx_flags, ky_flags;
 198 };
 199
 200
 201 /* Derived class, for linear non-separable filtering. */
 202 class CV_EXPORTS CvLinearFilter : public CvBaseImageFilter
 203 {
 204 public:
 205     CvLinearFilter();
 206     CvLinearFilter( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
 207                     const CvMat* _kernel,
 208                     CvPoint _anchor=cvPoint(-1,-1),
 209                     int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
 210                     CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
 211     virtual void init( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
 212                        const CvMat* _kernel,
 213                        CvPoint _anchor=cvPoint(-1,-1),
 214                        int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
 215                        CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
 216     virtual void clear();
 217     const CvMat* get_kernel() const { return kernel; }
 218     uchar* get_kernel_sparse_buf() { return k_sparse; }
 219     int get_kernel_sparse_count() const { return k_sparse_count; }
 220
 221 protected:
 222     CvMat *kernel;
 223     uchar* k_sparse;
 224     int k_sparse_count;
 225 };
 226
 227
 228 /* Box filter ("all 1's", optionally normalized) filter. */
 229 class CV_EXPORTS CvBoxFilter : public CvBaseImageFilter
 230 {
 231 public:
 232     CvBoxFilter();
 233     CvBoxFilter( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
 234                  bool _normalized, CvSize _ksize,
 235                  CvPoint _anchor=cvPoint(-1,-1),
 236                  int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
 237                  CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
 238     virtual void init( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
 239                        bool _normalized, CvSize _ksize,
 240                        CvPoint _anchor=cvPoint(-1,-1),
 241                        int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
 242                        CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
 243     bool is_normalized() const { return normalized; }
 244     double get_scale() const { return scale; }
 245     uchar* get_sum_buf() { return sum; }
 246     int* get_sum_count_ptr() { return &sum_count; }
 247
 248 protected:
 249     virtual void start_process( CvSlice x_range, int width );
 250
 251     uchar* sum;
 252     int sum_count;
 253     bool normalized;
 254     double scale;
 255 };
 256
 257
 258 /* Laplacian operator: (d2/dx + d2/dy)I. */
 259 class CV_EXPORTS CvLaplaceFilter : public CvSepFilter
 260 {
 261 public:
 262     CvLaplaceFilter();
 263     CvLaplaceFilter( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
 264                      bool _normalized, int _ksize,
 265                      int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
 266                      CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
 267     virtual void init( int _max_width, int _src_type, int _dst_type,
 268                        bool _normalized, int _ksize,
 269                        int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
 270                        CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
 271     bool is_normalized() const { return normalized; }
 272     bool is_basic_laplacian() const { return basic_laplacian; }
 273 protected:
 274     void get_work_params();
 275
 276     bool basic_laplacian;
 277     bool normalized;
 278 };
 279
 280
 281 /* basic morphological operations: erosion & dilation */
 282 class CV_EXPORTS CvMorphology : public CvBaseImageFilter
 283 {
 284 public:
 285     CvMorphology();
 286     CvMorphology( int _operation, int _max_width, int _src_dst_type,
 287                   int _element_shape, CvMat* _element,
 288                   CvSize _ksize=cvSize(0,0), CvPoint _anchor=cvPoint(-1,-1),
 289                   int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
 290                   CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
 291     virtual void init( int _operation, int _max_width, int _src_dst_type,
 292                        int _element_shape, CvMat* _element,
 293                        CvSize _ksize=cvSize(0,0), CvPoint _anchor=cvPoint(-1,-1),
 294                        int _border_mode=IPL_BORDER_REPLICATE,
 295                        CvScalar _border_value=cvScalarAll(0) );
 296     virtual void clear();
 297     const CvMat* get_element() const { return element; }
 298     int get_element_shape() const { return el_shape; }
 299     int get_operation() const { return operation; }
 300     uchar* get_element_sparse_buf() { return el_sparse; }
 301     int get_element_sparse_count() const { return el_sparse_count; }
 302
 303     enum { RECT=0, CROSS=1, ELLIPSE=2, CUSTOM=100, BINARY = 0, GRAYSCALE=256 };
 304     enum { ERODE=0, DILATE=1 };
 305
 306     static void init_binary_element( CvMat* _element, int _element_shape,
 307                                      CvPoint _anchor=cvPoint(-1,-1) );
 308 protected:
 309
 310     void start_process( CvSlice x_range, int width );
 311     int fill_cyclic_buffer( const uchar* src, int src_step,
 312                             int y0, int y1, int y2 );
 313     uchar* el_sparse;
 314     int el_sparse_count;
 315
 316     CvMat *element;
 317     int el_shape;
 318     int operation;
 319 };
 320
 321
 322 #endif /* __cplusplus */
 323
 324 #endif /* _CV_HPP_ */
 325
 326 /* End of file. */