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| 1 | +# Python C++ binding in OpenCV |
| 2 | +http://docs.opencv.org/3.2.0/da/d49/tutorial_py_bindings_basics.html |
| 3 | + |
| 4 | +## OpenCV-Python绑定如何工作? |
| 5 | + |
| 6 | + |
| 7 | +### 学习目标: |
| 8 | + |
| 9 | +* 如何生成OpenCV-Python绑定? |
| 10 | +* 如何将新的OpenCV模块扩展到Python? |
| 11 | + |
| 12 | +### 如何生成OpenCV-Python绑定? |
| 13 | + |
| 14 | +在OpenCV中,所有算法都用C ++实现。但是这些算法可以从Python,Java等不同的语言使用。这可以通过绑定生成器来实现。这些生成器在C ++和Python之间创建了一个桥梁,使用户能够从Python调用C ++函数。要了解背景中发生的情况,需要熟悉Python / C API。官方Python文档[1]可以找到一个将C ++函数扩展为Python的简单示例。因此,通过手动编写其包装函数将OpenCV中的所有功能扩展到Python是一项耗时的任务。因此,OpenCV以更智能的方式实现。OpenCV使用位于modules / python / src2中的Python脚本从C ++头自动生成这些包装函数。我们将研究他们做什么。 |
| 15 | + |
| 16 | +首先,modules / python / CMakeFiles.txt是一个CMake脚本,它将模块扩展到Python。它将自动检查所有模块的扩展名并抓取其头文件。这些头文件包含该特定模块的所有类,函数,常量等的列表。 |
| 17 | + |
| 18 | +其次,这些头文件传递给Python脚本modules / python / src2 / gen2.py。这是Python绑定生成器脚本。它调用另一个Python脚本modules / python / src2 / hdr_parser.py。这是头解析器脚本。这个头文件解析器将完整的头文件分成小的Python列表。所以这些列表包含有关特定函数,类等的所有细节。例如,一个函数将被解析以获取包含函数名,返回类型,输入参数,参数类型等的列表。最终列表包含所有函数的详细信息,结构体,类别等。 |
| 19 | + |
| 20 | +但是头解析器不解析头文件中的所有函数/类。开发人员必须指定哪些函数应该导出到Python。为此,有一些宏添加到这些声明的开始,使头解析器能够识别要解析的函数。这些宏由编程特定功能的开发人员添加。简而言之,开发者决定哪些功能应该扩展到Python,哪些不是。这些宏的细节将在下一个会议中给出。 |
| 21 | + |
| 22 | +所以头解析器返回一个最后一个解析函数列表。我们的生成器脚本(gen2.py)将为头解析器解析的所有函数/ classes / enums / struct创建包装函数(您可以在build / modules / python /文件夹中编译时找到这些头文件作为pyopencv_generated _ * .h文件)。但是可能会有一些基本的OpenCV数据类型,如Mat,Vec4i,Size。他们需要手动扩展。例如,一个Mat类型应该扩展到Numpy数组,Size应该被扩展为一个两个整数的元组等等。类似地,可能有一些复杂的结构体/类/函数等需要手动扩展。所有这些手动包装器功能都放在modules / python / src2 / cv2.cpp中。 |
| 23 | + |
| 24 | +所以现在只剩下的是编译这些包装文件,这给我们提供了cv2模块。所以当你调用一个函数的时候,你可以用Python中的res = equalizeHist(img1,img2)来传递两个numpy数组,你会发现另外一个numpy数组作为输出。所以这些numpy数组被转换为cv :: Mat,然后调用C ++中的equalizeHist()函数。最终的结果,res将被转换成一个Numpy数组。所以简而言之,几乎所有的操作都是用C ++完成的,这给了我们几乎与C ++相同的速度。 |
| 25 | + |
| 26 | +所以这是OpenCV-Python绑定生成的基本版本。 |
| 27 | + |
| 28 | +如何将新模块扩展到Python? |
| 29 | + |
| 30 | +头文件解析器基于添加到函数声明中的一些包装器宏解析头文件。枚举常数不需要任何包装宏。它们被自动包装。但是剩下的函数,类等都需要包装宏。 |
| 31 | + |
| 32 | +使用CV_EXPORTS_W宏扩展函数。一个例子如下所示。 |
| 33 | +```C++ |
| 34 | +CV_EXPORTS_W void equalizeHist(InputArray src,OutputArray dst); |
| 35 | +``` |
| 36 | +标题解析器可以了解InputArray,OutputArray等关键字的输入和输出参数。但有时候,我们可能需要对输入和输出进行硬编码。为此,使用像CV_OUT,CV_IN_OUT等宏。 |
| 37 | +``` |
| 38 | +CV_EXPORTS_W void minEnclosingCircle(InputArray points, |
| 39 | + CV_OUT Point2f¢er,CV_OUT float&radius); |
| 40 | +``` |
| 41 | +对于大班,也使用CV_EXPORTS_W。要扩展类方法,使用CV_WRAP。类似地,CV_PROP用于类字段。 |
| 42 | +``` |
| 43 | +class CV_EXPORTS_W CLAHE : public Algorithm |
| 44 | +{ |
| 45 | +public: |
| 46 | + CV_WRAP virtual void apply(InputArray src, OutputArray dst) = 0; |
| 47 | + CV_WRAP virtual void setClipLimit(double clipLimit) = 0; |
| 48 | + CV_WRAP virtual double getClipLimit() const = 0; |
| 49 | +} |
| 50 | +``` |
| 51 | +可以使用CV_EXPORTS_AS扩展重载功能。但是我们需要传递一个新名称,以便每个函数都将被Python中的该名称调用。以下为积分函数。有三个功能可用,所以每个功能都用Python中的后缀命名。类似地,CV_WRAP_AS可用于包装重载方法。 |
| 52 | +``` |
| 53 | +CV_EXPORTS_W void integral( InputArray src, OutputArray sum, int sdepth = -1 ); |
| 54 | +CV_EXPORTS_AS(integral2) void integral( InputArray src, OutputArray sum, |
| 55 | + OutputArray sqsum, int sdepth = -1, int sqdepth = -1 ); |
| 56 | +CV_EXPORTS_AS(integral3) void integral( InputArray src, OutputArray sum, |
| 57 | + OutputArray sqsum, OutputArray tilted, |
| 58 | + int sdepth = -1, int sqdepth = -1 ); |
| 59 | +``` |
| 60 | +使用CV_EXPORTS_W_SIMPLE扩展小类/结构体。这些结构体通过值传递给C ++函数。示例是KeyPoint,Match等。它们的方法由CV_WRAP扩展,字段由CV_PROP_RW扩展。 |
| 61 | +``` |
| 62 | +class CV_EXPORTS_W_SIMPLE DMatch |
| 63 | +{ |
| 64 | +public: |
| 65 | + CV_WRAP DMatch(); |
| 66 | + CV_WRAP DMatch(int _queryIdx, int _trainIdx, float _distance); |
| 67 | + CV_WRAP DMatch(int _queryIdx, int _trainIdx, int _imgIdx, float _distance); |
| 68 | + CV_PROP_RW int queryIdx; // query descriptor index |
| 69 | + CV_PROP_RW int trainIdx; // train descriptor index |
| 70 | + CV_PROP_RW int imgIdx; // train image index |
| 71 | + CV_PROP_RW float distance; |
| 72 | +}; |
| 73 | +``` |
| 74 | +可以使用CV_EXPORTS_W_MAP导出一些其他小类/结构体,将其导出到Python本机字典。Moments()是一个例子。 |
| 75 | +``` |
| 76 | +class CV_EXPORTS_W_MAP Moments |
| 77 | +{ |
| 78 | +public: |
| 79 | + CV_PROP_RW double m00, m10, m01, m20, m11, m02, m30, m21, m12, m03; |
| 80 | + CV_PROP_RW double mu20, mu11, mu02, mu30, mu21, mu12, mu03; |
| 81 | + CV_PROP_RW double nu20, nu11, nu02, nu30, nu21, nu12, nu03; |
| 82 | +}; |
| 83 | +``` |
| 84 | +所以这些是OpenCV中可用的主要扩展宏。通常,开发人员必须将适当的宏放在适当的位置。休息由生成器脚本完成。有时,发生器脚本可能不能创建包装器的特殊情况。这样的功能需要手动处理,为此您可以编写自己的pyopencv _ *。hpp扩展头文件,并将它们放入模块的misc / python子目录中。但大多数情况下,根据OpenCV编码指南编写的代码将被生成器脚本自动包装。 |
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