【OpenCV】OpenCV实战从入门到精通之 -- 输入输出XML和YAML文件详解

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从文件中读取数据或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：

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“{”和“}”，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：

【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：