opencv隨機數發生器RNG

2021-07-15 18:26:43 字數 4179 閱讀 9329

用opencv做演算法的朋友們肯定為隨機數煩惱過,新版本一直支援隨機數產生器啦,而且還繼續支援之前版本的c格式的函式,不過與時俱進,我這裡介紹c++的rng類。它可以壓縮乙個64位的i整數並可以得到scalar和array的隨機數。目前的版本支援均勻分布隨機數和gaussian分布隨機數。隨機數的產生採用的是multiply-with-carry演算法和ziggurat演算法。

其建構函式的初始化可以傳入乙個64位的整型引數作為隨機數產生器的初值。next可以取出下乙個隨機數,uniform函式可以返回指定範圍的隨機數,gaussian函式返回乙個高斯隨機數,fill則用隨機數填充矩陣。

這裡介紹乙個uniform的使用事項,就是比如利用它產生0~1的隨機數的問題,具體**如下:

[cpp]view plain

copy

rng rng;  

// always produces 0

double

a = rng.uniform(0, 1);  

// produces double from [0, 1)

double

a1 = rng.uniform((

double

)0, (

double

)1);  

// produces float from [0, 1)

double

b = rng.uniform(0.f, 1.f);  

// produces double from [0, 1)

double

c = rng.uniform(0., 1.);  

// may cause compiler error because of ambiguity:

// rng::uniform(0, (int)0.999999)? or rng::uniform((double)0, 0.99999)?

double

d = rng.uniform(0, 0.999999);  

就是不能寫成rng.uniform( 0 , 1),因為輸入為int型引數,會呼叫uniform(int,int),只能產生0。請大家注意使用^_^

還有一些隨機數相關的函式,比如randu可以產生乙個均勻分布的隨機數或者矩陣,randn可以產生乙個正態分佈的隨機數,randshuffle可以隨機打亂矩陣元素

下面是類rng的定義:

random number generator 

the class implements rng using multiply-with-carry algorithm

*/

class cv_exports rng

;

rng();//預設建構函式

// inline rng::rng()

rng(uint64 state);//帶引數的建構函式,接受乙個64位無符號的值。

//inline rng::rng(uint64 _state)

//! updates the state and returns the next 32-bit unsigned integer random number

unsigned next();

/* inline unsigned rng::next()

#define cv_rng_coeff 4164903690u

用兩個很大的無符號數相乘,乘積結果要轉換為64位無符號數,轉換的時候兩個乘數應該向高精度看起,所以應該也先轉換為64位再相乘。把state右移32位得到乙個數,把這兩個數相加。函式返回乙個32位的無符號數,其值為截斷前面求得的和。

*/

//以下幾個函式是從類到uchar.schar,ushort,short,usinged的顯示轉換函式

operator uchar();//返回乙個8位無符號型別的隨機數,把next返回的數截斷

//inline rng::operator uchar()

operator schar();//返回乙個8為有符號型別的隨機數。???會產生負數嗎,返回的也是截斷的next返回值。莫非是截斷後得到的最高位作為符號位,這樣也可能是隨機的。???

//inline rng::operator schar()

operator ushort();//返回乙個無符號16為整數

//inline rng::operator ushort()

operator short();//返回乙個有符號16為整數

// inline rng::operator short()

operator unsigned();//返回乙個無符號32為整數

// inline rng::operator unsigned()

//! returns a random integer sampled uniformly from [0, n).

unsigned operator ()(unsigned n);//過載括號操作符,帶引數。在(0,n)之間返回乙個整數,呼叫uniform成員函式

//inline unsigned rng::operator ()(unsigned n)

unsigned operator ()();//過載括號操作符,無引數。直接返回next結果。

// inline unsigned rng::operator ()()

//放在這個位置有點奇怪,為什麼不和前邊同類放一起呢?放回乙個帶符//號32為整數

operator int();

// inline rng::operator int()

//返回乙個float型(具體多少位看平台)數。

operator float();

// inline rng::operator float()

//兩個數按位或一下,解釋起來好麻煩

operator double();

/* inline rng::operator double()

*/

//! returns uniformly distributed integer random number from [a,b) range

int uniform(int a, int b);//[a,b)內隨機產生乙個int型值,均勻的哦!

// inline int rng::uniform(int a, int b)

//! returns uniformly distributed floating-point random number from [a,b) range

float uniform(float a, float b); //[a,b)內隨機產生乙個float型值,均勻的哦!

// inline float rng::uniform(float a, float b)

//! returns uniformly distributed double-precision floating-point random number from [a,b) range

double uniform(double a, double b); //[a,b)內隨機產生乙個double型值,均勻的

// inline double rng::uniform(double a, double b)

void fill( inputoutputarray mat, int disttype, inputarray a, inputarray b, bool saturaterange=false );//這個函式實現很長,暫時略過。

//! returns gaussian random variate with mean zero.

double gaussian(double sigma);//返回均值為0的高斯隨機變數,

/*double rng::gaussian(double sigma)

*/

uint64 state;//種子,next中需要這樣乙個初始值

};

再簡單介紹一下c版本的隨機數產生器的相關函式,有cvrng、cvrandarr、cvrandint、cvrandreal

參考博文:隨機數產生器rng

隨機類rng

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