《OpenCV3编程入门》——5.6 输入输出XML和YAML文件详解(附详细代码)

1、XML和YAML文件简介

XML文件是一种元标记语言,即开发者可以根据自身需要定义自己的标记。它是一种语义和结构语言,描述了文档的语义和结构

YAML以数据为中心,是一个可读性高,用来表达资料序列的格式。.yml和.yaml为YAML文件的后缀名。

YAML试图用一种比XML更敏捷的方式来完成XML所完成的任务。


2、FileStorage类操作文件

一般使用如下过程来写入或者读取数据到XML或YAML文件中

(1)实例化一个FileStorage类的对象,用默认带参数的构造函数完成初始化,或者用FileStorage::open()成员函数辅助初始化

(2)使用流操作符<<进行文件写入操作,或者>>进行文件读取操作

(3)使用FileStorage::release()函数析构掉FileStorage类对象,同时关闭文件


下边对2中三个步骤进行示例讲解

【第一步】XML、YAML文件的打开

(1)准备文件写操作

FileStorage是OpenCV中XML和YAML文件的存储类,封装了所有相关的信息。是OpenCV从文件中读取数据向文件中写入数据时必须要使用的一个类。

构造函数为FileStorage::FIleStorage,有两个重载:

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FIleStorage::FileStorage()
FIleStorage::FileStorage(const string& source, int flags, const string& encoding=string())

对于第一种不带参数的构造函数,可以使用成员函数FileStorage::open进行数据写操作:

FileStorage fs;
fs.open("abc.xml", FileStorage::WRITE);

对于第二种带参数的构造函数,进行写操作:

fs.open("abc.xml", FileStorage::WRITE);

(2)准备文件读操作

采用FileStorage::READ标识符进行读操作:

第一种方式:

fs.open("abc.xml", FileStorage::READ);

第二种方式:

FileStorage fs;
fs.open("abc.xml", FileStorage::READ);

上边操作是以XML文件为例子的,对于YAML文件同样适用。


【第二步】进行文件读写操作

(1)文本和数字的输入和输出

定义好FileStorage类对象之后,写入文件可以使用“<<”运算符,如

fs<<“iterationNr”<<100

读取文件,使用“>>”运算符,如:

int inNr;
fs["iterationNr"]>>itNr;
itNr = (int)fs["iterationNr"];

(2)OpenCV数据结构的输入和输出

OpenCV数据结构的输入和输出和基本的C++形式相同,如:

//手数据结构的初始化
Mat R = Mat_<uchar>::eye(3, 3);
Mat T = Mat_<double>::zeros(3, 1);

//向Mat中写入数据
fs << "R" << R;
fs << "T" << T;

//从Mat中读取数据
fs["R"] >> R;
fs["T"] >> T;

【第三步】vector(arrays)和maps的输入和输出

对于vector结构的输入和输出,注意需要在一个元素前加上“[”,在最后一个元素前加上“]”,如:

fs << "string" << "[";  //开始读入string文本序列
fs << "imagel.jpg" << "Awesomeness" << "baboon.jpg";
fs << "]";  //关闭序列

对于maps结构的操作,使用的符号是“{”“}”,如:

fs << "mapping";  //开始读入mapping文本
fs << "{" << "One" << 1;
fs << "Two" << 2 << "}";

读取这些结构时,会用到FileNode和FileNodeIterator数据结构。FileStorage类的“[”、“]”操作符会返回FileNode数据类型;对于一连串的node,可以使用FileNoelIterator结构,如:

FileNode n = fs["strings"];   // 读取字符串序列以得到节点
if(n.type() != FileNode::SEQ)
{
    cerr << "发生错误!字符串不是一个序列!" << endl;
    return 1;
}

FileNodeIterator it = n.begin(), it_end = n.end();   //遍历节点
for(; it != it_end; ++it)
    cout << (string)*it << endl;

【第四部】文件关闭

文件关闭会在FileStorage类销毁时自动关闭,但也可显示调用其析构函数FileStorage::release()实现。

析构函数FileStorage::release()会析构掉FileStorage类对象,同时关闭文件。

调用过程:

fs.release();

示例程序

【1】示例程序:XML和YAML文件的写入

//---------------------------------【头文件、命名空间包含部分】-------------------------------
//		描述:包含程序所使用的头文件和命名空间
//------------------------------------------------------------------------------------------------
#include "opencv2/opencv.hpp"  
#include <time.h>  
using namespace cv;


//-----------------------------------【main( )函数】--------------------------------------------
//	描述:控制台应用程序的入口函数,我们的程序从这里开始
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
int main()
{
    //初始化
    FileStorage fs("test.yaml", FileStorage::WRITE);

    //开始文件写入
    fs << "frameCount" << 5;
    time_t rawtime; time(&rawtime);
    fs << "calibrationDate" << asctime(localtime(&rawtime));  //写入当前系统时间
    Mat cameraMatrix = (Mat_<double>(3, 3) << 1000, 0, 320, 0, 1000, 240, 0, 0, 1);
    Mat distCoeffs = (Mat_<double>(5, 1) << 0.1, 0.01, -0.001, 0, 0);
    fs << "cameraMatrix" << cameraMatrix << "distCoeffs" << distCoeffs;
    fs << "features" << "[";
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        int x = rand() % 640;
        int y = rand() % 480;
        uchar lbp = rand() % 256;

        fs << "{:" << "x" << x << "y" << y << "lbp" << "[:";
        for (int j = 0; j < 8; j++)
            fs << ((lbp >> j) & 1);
        fs << "]" << "}";
    }
    fs << "]";
    fs.release();

    printf("\n文件读写完毕,请在工程目录下查看生成的文件~");
    getchar();

    return 0;
}

运行结果为:

生成的文件

【2】示例程序:XML和YAML文件的读取

//---------------------------------【头文件、命名空间包含部分】-------------------------------
//		描述:包含程序所使用的头文件和命名空间
//------------------------------------------------------------------------------------------------       
#include "opencv2/opencv.hpp"  
#include <time.h>  
# include <string>
using namespace cv;
using namespace std;


int main()
{
    //初始化
    FileStorage fs2("test.yaml", FileStorage::READ);

    // 第一种方法,对FileNode操作
    int frameCount = (int)fs2["frameCount"];

    string date;
    // 第二种方法,使用FileNode运算符> > 
    fs2["calibrationDate"] >> date;

    Mat cameraMatrix2, distCoeffs2;
    fs2["cameraMatrix"] >> cameraMatrix2;
    fs2["distCoeffs"] >> distCoeffs2;

    cout << "frameCount: " << frameCount << endl
        << "calibration date: " << date << endl
        << "camera matrix: " << cameraMatrix2 << endl
        << "distortion coeffs: " << distCoeffs2 << endl;

    FileNode features = fs2["features"];
    FileNodeIterator it = features.begin(), it_end = features.end();
    int idx = 0;
    vector<uchar> lbpval;

    //使用FileNodeIterator遍历序列
    for (; it != it_end; ++it, idx++)
    {
        cout << "feature #" << idx << ": ";
        cout << "x=" << (int)(*it)["x"] << ", y=" << (int)(*it)["y"] << ", lbp: (";
        // 我们也可以使用使用filenode > > std::vector操作符很容易的读数值阵列
        (*it)["lbp"] >> lbpval;
        for (int i = 0; i < (int)lbpval.size(); i++)
            cout << " " << (int)lbpval[i];
        cout << ")" << endl;
    }
    fs2.release();

    //程序结束,输出一些帮助文字
    printf("\n文件读取完毕,请输入任意键结束程序~");
    getchar();

    return 0;
}

运行结果为:

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