modules/core/include/opencv2/core/matx.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 //                          License Agreement
  11 //                For Open Source Computer Vision Library
  12 //
  13 // Copyright (C) 2000-2008, Intel Corporation, all rights reserved.
  14 // Copyright (C) 2009, Willow Garage Inc., all rights reserved.
  15 // Copyright (C) 2013, OpenCV Foundation, all rights reserved.
  16 // Third party copyrights are property of their respective owners.
  17 //
  18 // Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification,
  19 // are permitted provided that the following conditions are met:
  20 //
  21 //   * Redistribution's of source code must retain the above copyright notice,
  22 //     this list of conditions and the following disclaimer.
  23 //
  24 //   * Redistribution's in binary form must reproduce the above copyright notice,
  25 //     this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
  26 //     and/or other materials provided with the distribution.
  27 //
  28 //   * The name of the copyright holders may not be used to endorse or promote products
  29 //     derived from this software without specific prior written permission.
  30 //
  31 // This software is provided by the copyright holders and contributors "as is" and
  32 // any express or implied warranties, including, but not limited to, the implied
  33 // warranties of merchantability and fitness for a particular purpose are disclaimed.
  34 // In no event shall the Intel Corporation or contributors be liable for any direct,
  35 // indirect, incidental, special, exemplary, or consequential damages
  36 // (including, but not limited to, procurement of substitute goods or services;
  37 // loss of use, data, or profits; or business interruption) however caused
  38 // and on any theory of liability, whether in contract, strict liability,
  39 // or tort (including negligence or otherwise) arising in any way out of
  40 // the use of this software, even if advised of the possibility of such damage.
  41 //
  42 //M*/
  43
  44 #ifndef OPENCV_CORE_MATX_HPP
  45 #define OPENCV_CORE_MATX_HPP
  46
  47 #ifndef __cplusplus
  48 #  error matx.hpp header must be compiled as C++
  49 #endif
  50
  51 #include "opencv2/core/cvdef.h"
  52 #include "opencv2/core/base.hpp"
  53 #include "opencv2/core/traits.hpp"
  54 #include "opencv2/core/saturate.hpp"
  55
  56 #include <initializer_list>
  57
  58 namespace cv
  59 {
  60
  61 //! @addtogroup core_basic
  62 //! @{
  63
  64 ////////////////////////////// Small Matrix ///////////////////////////
  65
  66 //! @cond IGNORED
  67 // FIXIT Remove this (especially CV_EXPORTS modifier)
  68 struct CV_EXPORTS Matx_AddOp { Matx_AddOp() {} Matx_AddOp(const Matx_AddOp&) {} };
  69 struct CV_EXPORTS Matx_SubOp { Matx_SubOp() {} Matx_SubOp(const Matx_SubOp&) {} };
  70 struct CV_EXPORTS Matx_ScaleOp { Matx_ScaleOp() {} Matx_ScaleOp(const Matx_ScaleOp&) {} };
  71 struct CV_EXPORTS Matx_MulOp { Matx_MulOp() {} Matx_MulOp(const Matx_MulOp&) {} };
  72 struct CV_EXPORTS Matx_DivOp { Matx_DivOp() {} Matx_DivOp(const Matx_DivOp&) {} };
  73 struct CV_EXPORTS Matx_MatMulOp { Matx_MatMulOp() {} Matx_MatMulOp(const Matx_MatMulOp&) {} };
  74 struct CV_EXPORTS Matx_TOp { Matx_TOp() {} Matx_TOp(const Matx_TOp&) {} };
  75 //! @endcond
  76
  77 /** @brief Template class for small matrices whose type and size are known at compilation time
  78
  79 If you need a more flexible type, use Mat . The elements of the matrix M are accessible using the
  80 M(i,j) notation. Most of the common matrix operations (see also @ref MatrixExpressions ) are
  81 available. To do an operation on Matx that is not implemented, you can easily convert the matrix to
  82 Mat and backwards:
  83 @code{.cpp}
  84     Matx33f m(1, 2, 3,
  85               4, 5, 6,
  86               7, 8, 9);
  87     cout << sum(Mat(m*m.t())) << endl;
  88 @endcode
  89 Except of the plain constructor which takes a list of elements, Matx can be initialized from a C-array:
  90 @code{.cpp}
  91     float values[] = { 1, 2, 3};
  92     Matx31f m(values);
  93 @endcode
  94 In case if C++11 features are available, std::initializer_list can be also used to initialize Matx:
  95 @code{.cpp}
  96     Matx31f m = { 1, 2, 3};
  97 @endcode
  98  */
  99 template<typename _Tp, int m, int n> class Matx
 100 {
 101 public:
 102     enum {
 103            rows     = m,
 104            cols     = n,
 105            channels = rows*cols,
 106 #ifdef OPENCV_TRAITS_ENABLE_DEPRECATED
 107            depth    = traits::Type<_Tp>::value,
 108            type     = CV_MAKETYPE(depth, channels),
 109 #endif
 110            shortdim = (m < n ? m : n)
 111          };
 112
 113     typedef _Tp                           value_type;
 114     typedef Matx<_Tp, m, n>               mat_type;
 115     typedef Matx<_Tp, shortdim, 1> diag_type;
 116
 117     //! default constructor
 118     Matx();
 119
 120     explicit Matx(_Tp v0); //!< 1x1 matrix
 121     Matx(_Tp v0, _Tp v1); //!< 1x2 or 2x1 matrix
 122     Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2); //!< 1x3 or 3x1 matrix
 123     Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3); //!< 1x4, 2x2 or 4x1 matrix
 124     Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4); //!< 1x5 or 5x1 matrix
 125     Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5); //!< 1x6, 2x3, 3x2 or 6x1 matrix
 126     Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6); //!< 1x7 or 7x1 matrix
 127     Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7); //!< 1x8, 2x4, 4x2 or 8x1 matrix
 128     Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8); //!< 1x9, 3x3 or 9x1 matrix
 129     Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8, _Tp v9); //!< 1x10, 2x5 or 5x2 or 10x1 matrix
 130     Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3,
 131          _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7,
 132          _Tp v8, _Tp v9, _Tp v10, _Tp v11); //!< 1x12, 2x6, 3x4, 4x3, 6x2 or 12x1 matrix
 133     Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3,
 134          _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7,
 135          _Tp v8, _Tp v9, _Tp v10, _Tp v11,
 136          _Tp v12, _Tp v13); //!< 1x14, 2x7, 7x2 or 14x1 matrix
 137     Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3,
 138          _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7,
 139          _Tp v8, _Tp v9, _Tp v10, _Tp v11,
 140          _Tp v12, _Tp v13, _Tp v14, _Tp v15); //!< 1x16, 4x4 or 16x1 matrix
 141     explicit Matx(const _Tp* vals); //!< initialize from a plain array
 142
 143     Matx(std::initializer_list<_Tp>); //!< initialize from an initializer list
 144
 145     static Matx all(_Tp alpha);
 146     static Matx zeros();
 147     static Matx ones();
 148     static Matx eye();
 149     static Matx diag(const diag_type& d);
 150     static Matx randu(_Tp a, _Tp b);
 151     static Matx randn(_Tp a, _Tp b);
 152
 153     //! dot product computed with the default precision
 154     _Tp dot(const Matx<_Tp, m, n>& v) const;
 155
 156     //! dot product computed in double-precision arithmetics
 157     double ddot(const Matx<_Tp, m, n>& v) const;
 158
 159     //! conversion to another data type
 160     template<typename T2> operator Matx<T2, m, n>() const;
 161
 162     //! change the matrix shape
 163     template<int m1, int n1> Matx<_Tp, m1, n1> reshape() const;
 164
 165     //! extract part of the matrix
 166     template<int m1, int n1> Matx<_Tp, m1, n1> get_minor(int i, int j) const;
 167
 168     //! extract the matrix row
 169     Matx<_Tp, 1, n> row(int i) const;
 170
 171     //! extract the matrix column
 172     Matx<_Tp, m, 1> col(int i) const;
 173
 174     //! extract the matrix diagonal
 175     diag_type diag() const;
 176
 177     //! transpose the matrix
 178     Matx<_Tp, n, m> t() const;
 179
 180     //! invert the matrix
 181     Matx<_Tp, n, m> inv(int method=DECOMP_LU, bool *p_is_ok = NULL) const;
 182
 183     //! solve linear system
 184     template<int l> Matx<_Tp, n, l> solve(const Matx<_Tp, m, l>& rhs, int flags=DECOMP_LU) const;
 185     Vec<_Tp, n> solve(const Vec<_Tp, m>& rhs, int method) const;
 186
 187     //! multiply two matrices element-wise
 188     Matx<_Tp, m, n> mul(const Matx<_Tp, m, n>& a) const;
 189
 190     //! divide two matrices element-wise
 191     Matx<_Tp, m, n> div(const Matx<_Tp, m, n>& a) const;
 192
 193     //! element access
 194     const _Tp& operator ()(int i, int j) const;
 195     _Tp& operator ()(int i, int j);
 196
 197     //! 1D element access
 198     const _Tp& operator ()(int i) const;
 199     _Tp& operator ()(int i);
 200
 201     Matx(const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b, Matx_AddOp);
 202     Matx(const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b, Matx_SubOp);
 203     template<typename _T2> Matx(const Matx<_Tp, m, n>& a, _T2 alpha, Matx_ScaleOp);
 204     Matx(const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b, Matx_MulOp);
 205     Matx(const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b, Matx_DivOp);
 206     template<int l> Matx(const Matx<_Tp, m, l>& a, const Matx<_Tp, l, n>& b, Matx_MatMulOp);
 207     Matx(const Matx<_Tp, n, m>& a, Matx_TOp);
 208
 209     _Tp val[m*n]; //< matrix elements
 210 };
 211
 212 typedef Matx<float, 1, 2> Matx12f;
 213 typedef Matx<double, 1, 2> Matx12d;
 214 typedef Matx<float, 1, 3> Matx13f;
 215 typedef Matx<double, 1, 3> Matx13d;
 216 typedef Matx<float, 1, 4> Matx14f;
 217 typedef Matx<double, 1, 4> Matx14d;
 218 typedef Matx<float, 1, 6> Matx16f;
 219 typedef Matx<double, 1, 6> Matx16d;
 220
 221 typedef Matx<float, 2, 1> Matx21f;
 222 typedef Matx<double, 2, 1> Matx21d;
 223 typedef Matx<float, 3, 1> Matx31f;
 224 typedef Matx<double, 3, 1> Matx31d;
 225 typedef Matx<float, 4, 1> Matx41f;
 226 typedef Matx<double, 4, 1> Matx41d;
 227 typedef Matx<float, 6, 1> Matx61f;
 228 typedef Matx<double, 6, 1> Matx61d;
 229
 230 typedef Matx<float, 2, 2> Matx22f;
 231 typedef Matx<double, 2, 2> Matx22d;
 232 typedef Matx<float, 2, 3> Matx23f;
 233 typedef Matx<double, 2, 3> Matx23d;
 234 typedef Matx<float, 3, 2> Matx32f;
 235 typedef Matx<double, 3, 2> Matx32d;
 236
 237 typedef Matx<float, 3, 3> Matx33f;
 238 typedef Matx<double, 3, 3> Matx33d;
 239
 240 typedef Matx<float, 3, 4> Matx34f;
 241 typedef Matx<double, 3, 4> Matx34d;
 242 typedef Matx<float, 4, 3> Matx43f;
 243 typedef Matx<double, 4, 3> Matx43d;
 244
 245 typedef Matx<float, 4, 4> Matx44f;
 246 typedef Matx<double, 4, 4> Matx44d;
 247 typedef Matx<float, 6, 6> Matx66f;
 248 typedef Matx<double, 6, 6> Matx66d;
 249
 250 /*!
 251   traits
 252 */
 253 template<typename _Tp, int m, int n> class DataType< Matx<_Tp, m, n> >
 254 {
 255 public:
 256     typedef Matx<_Tp, m, n>                               value_type;
 257     typedef Matx<typename DataType<_Tp>::work_type, m, n> work_type;
 258     typedef _Tp                                           channel_type;
 259     typedef value_type                                    vec_type;
 260
 261     enum { generic_type = 0,
 262            channels     = m * n,
 263            fmt          = traits::SafeFmt<channel_type>::fmt + ((channels - 1) << 8)
 264 #ifdef OPENCV_TRAITS_ENABLE_DEPRECATED
 265            ,depth        = DataType<channel_type>::depth
 266            ,type         = CV_MAKETYPE(depth, channels)
 267 #endif
 268          };
 269 };
 270
 271 namespace traits {
 272 template<typename _Tp, int m, int n>
 273 struct Depth< Matx<_Tp, m, n> > { enum { value = Depth<_Tp>::value }; };
 274 template<typename _Tp, int m, int n>
 275 struct Type< Matx<_Tp, m, n> > { enum { value = CV_MAKETYPE(Depth<_Tp>::value, n*m) }; };
 276 } // namespace
 277
 278
 279 /** @brief  Comma-separated Matrix Initializer
 280 */
 281 template<typename _Tp, int m, int n> class MatxCommaInitializer
 282 {
 283 public:
 284     MatxCommaInitializer(Matx<_Tp, m, n>* _mtx);
 285     template<typename T2> MatxCommaInitializer<_Tp, m, n>& operator , (T2 val);
 286     Matx<_Tp, m, n> operator *() const;
 287
 288     Matx<_Tp, m, n>* dst;
 289     int idx;
 290 };
 291
 292 /*
 293  Utility methods
 294 */
 295 template<typename _Tp, int m> static double determinant(const Matx<_Tp, m, m>& a);
 296 template<typename _Tp, int m, int n> static double trace(const Matx<_Tp, m, n>& a);
 297 template<typename _Tp, int m, int n> static double norm(const Matx<_Tp, m, n>& M);
 298 template<typename _Tp, int m, int n> static double norm(const Matx<_Tp, m, n>& M, int normType);
 299
 300
 301
 302 /////////////////////// Vec (used as element of multi-channel images /////////////////////
 303
 304 /** @brief Template class for short numerical vectors, a partial case of Matx
 305
 306 This template class represents short numerical vectors (of 1, 2, 3, 4 ... elements) on which you
 307 can perform basic arithmetical operations, access individual elements using [] operator etc. The
 308 vectors are allocated on stack, as opposite to std::valarray, std::vector, cv::Mat etc., which
 309 elements are dynamically allocated in the heap.
 310
 311 The template takes 2 parameters:
 312 @tparam _Tp element type
 313 @tparam cn the number of elements
 314
 315 In addition to the universal notation like Vec<float, 3>, you can use shorter aliases
 316 for the most popular specialized variants of Vec, e.g. Vec3f ~ Vec<float, 3>.
 317
 318 It is possible to convert Vec\<T,2\> to/from Point_, Vec\<T,3\> to/from Point3_ , and Vec\<T,4\>
 319 to CvScalar or Scalar_. Use operator[] to access the elements of Vec.
 320
 321 All the expected vector operations are also implemented:
 322 -   v1 = v2 + v3
 323 -   v1 = v2 - v3
 324 -   v1 = v2 \* scale
 325 -   v1 = scale \* v2
 326 -   v1 = -v2
 327 -   v1 += v2 and other augmenting operations
 328 -   v1 == v2, v1 != v2
 329 -   norm(v1) (euclidean norm)
 330 The Vec class is commonly used to describe pixel types of multi-channel arrays. See Mat for details.
 331 */
 332 template<typename _Tp, int cn> class Vec : public Matx<_Tp, cn, 1>
 333 {
 334 public:
 335     typedef _Tp value_type;
 336     enum {
 337            channels = cn,
 338 #ifdef OPENCV_TRAITS_ENABLE_DEPRECATED
 339            depth    = Matx<_Tp, cn, 1>::depth,
 340            type     = CV_MAKETYPE(depth, channels),
 341 #endif
 342            _dummy_enum_finalizer = 0
 343          };
 344
 345     //! default constructor
 346     Vec();
 347
 348     Vec(_Tp v0); //!< 1-element vector constructor
 349     Vec(_Tp v0, _Tp v1); //!< 2-element vector constructor
 350     Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2); //!< 3-element vector constructor
 351     Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3); //!< 4-element vector constructor
 352     Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4); //!< 5-element vector constructor
 353     Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5); //!< 6-element vector constructor
 354     Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6); //!< 7-element vector constructor
 355     Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7); //!< 8-element vector constructor
 356     Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8); //!< 9-element vector constructor
 357     Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8, _Tp v9); //!< 10-element vector constructor
 358     Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8, _Tp v9, _Tp v10, _Tp v11, _Tp v12, _Tp v13); //!< 14-element vector constructor
 359     explicit Vec(const _Tp* values);
 360
 361     Vec(std::initializer_list<_Tp>);
 362
 363     Vec(const Vec<_Tp, cn>& v);
 364
 365     static Vec all(_Tp alpha);
 366
 367     //! per-element multiplication
 368     Vec mul(const Vec<_Tp, cn>& v) const;
 369
 370     //! conjugation (makes sense for complex numbers and quaternions)
 371     Vec conj() const;
 372
 373     /*!
 374       cross product of the two 3D vectors.
 375
 376       For other dimensionalities the exception is raised
 377     */
 378     Vec cross(const Vec& v) const;
 379     //! conversion to another data type
 380     template<typename T2> operator Vec<T2, cn>() const;
 381
 382     /*! element access */
 383     const _Tp& operator [](int i) const;
 384     _Tp& operator[](int i);
 385     const _Tp& operator ()(int i) const;
 386     _Tp& operator ()(int i);
 387
 388     Vec(const Matx<_Tp, cn, 1>& a, const Matx<_Tp, cn, 1>& b, Matx_AddOp);
 389     Vec(const Matx<_Tp, cn, 1>& a, const Matx<_Tp, cn, 1>& b, Matx_SubOp);
 390     template<typename _T2> Vec(const Matx<_Tp, cn, 1>& a, _T2 alpha, Matx_ScaleOp);
 391 };
 392
 393 /** @name Shorter aliases for the most popular specializations of Vec<T,n>
 394   @{
 395 */
 396 typedef Vec<uchar, 2> Vec2b;
 397 typedef Vec<uchar, 3> Vec3b;
 398 typedef Vec<uchar, 4> Vec4b;
 399
 400 typedef Vec<short, 2> Vec2s;
 401 typedef Vec<short, 3> Vec3s;
 402 typedef Vec<short, 4> Vec4s;
 403
 404 typedef Vec<ushort, 2> Vec2w;
 405 typedef Vec<ushort, 3> Vec3w;
 406 typedef Vec<ushort, 4> Vec4w;
 407
 408 typedef Vec<int, 2> Vec2i;
 409 typedef Vec<int, 3> Vec3i;
 410 typedef Vec<int, 4> Vec4i;
 411 typedef Vec<int, 6> Vec6i;
 412 typedef Vec<int, 8> Vec8i;
 413
 414 typedef Vec<float, 2> Vec2f;
 415 typedef Vec<float, 3> Vec3f;
 416 typedef Vec<float, 4> Vec4f;
 417 typedef Vec<float, 6> Vec6f;
 418
 419 typedef Vec<double, 2> Vec2d;
 420 typedef Vec<double, 3> Vec3d;
 421 typedef Vec<double, 4> Vec4d;
 422 typedef Vec<double, 6> Vec6d;
 423 /** @} */
 424
 425 /*!
 426   traits
 427 */
 428 template<typename _Tp, int cn> class DataType< Vec<_Tp, cn> >
 429 {
 430 public:
 431     typedef Vec<_Tp, cn>                               value_type;
 432     typedef Vec<typename DataType<_Tp>::work_type, cn> work_type;
 433     typedef _Tp                                        channel_type;
 434     typedef value_type                                 vec_type;
 435
 436     enum { generic_type = 0,
 437            channels     = cn,
 438            fmt          = DataType<channel_type>::fmt + ((channels - 1) << 8),
 439 #ifdef OPENCV_TRAITS_ENABLE_DEPRECATED
 440            depth        = DataType<channel_type>::depth,
 441            type         = CV_MAKETYPE(depth, channels),
 442 #endif
 443            _dummy_enum_finalizer = 0
 444          };
 445 };
 446
 447 namespace traits {
 448 template<typename _Tp, int cn>
 449 struct Depth< Vec<_Tp, cn> > { enum { value = Depth<_Tp>::value }; };
 450 template<typename _Tp, int cn>
 451 struct Type< Vec<_Tp, cn> > { enum { value = CV_MAKETYPE(Depth<_Tp>::value, cn) }; };
 452 } // namespace
 453
 454
 455 /** @brief  Comma-separated Vec Initializer
 456 */
 457 template<typename _Tp, int m> class VecCommaInitializer : public MatxCommaInitializer<_Tp, m, 1>
 458 {
 459 public:
 460     VecCommaInitializer(Vec<_Tp, m>* _vec);
 461     template<typename T2> VecCommaInitializer<_Tp, m>& operator , (T2 val);
 462     Vec<_Tp, m> operator *() const;
 463 };
 464
 465 template<typename _Tp, int cn> static Vec<_Tp, cn> normalize(const Vec<_Tp, cn>& v);
 466
 467 //! @} core_basic
 468
 469 //! @cond IGNORED
 470
 471 ///////////////////////////////////// helper classes /////////////////////////////////////
 472 namespace internal
 473 {
 474
 475 template<typename _Tp, int m> struct Matx_DetOp
 476 {
 477     double operator ()(const Matx<_Tp, m, m>& a) const
 478     {
 479         Matx<_Tp, m, m> temp = a;
 480         double p = LU(temp.val, m*sizeof(_Tp), m, 0, 0, 0);
 481         if( p == 0 )
 482             return p;
 483         for( int i = 0; i < m; i++ )
 484             p *= temp(i, i);
 485         return p;
 486     }
 487 };
 488
 489 template<typename _Tp> struct Matx_DetOp<_Tp, 1>
 490 {
 491     double operator ()(const Matx<_Tp, 1, 1>& a) const
 492     {
 493         return a(0,0);
 494     }
 495 };
 496
 497 template<typename _Tp> struct Matx_DetOp<_Tp, 2>
 498 {
 499     double operator ()(const Matx<_Tp, 2, 2>& a) const
 500     {
 501         return a(0,0)*a(1,1) - a(0,1)*a(1,0);
 502     }
 503 };
 504
 505 template<typename _Tp> struct Matx_DetOp<_Tp, 3>
 506 {
 507     double operator ()(const Matx<_Tp, 3, 3>& a) const
 508     {
 509         return a(0,0)*(a(1,1)*a(2,2) - a(2,1)*a(1,2)) -
 510             a(0,1)*(a(1,0)*a(2,2) - a(2,0)*a(1,2)) +
 511             a(0,2)*(a(1,0)*a(2,1) - a(2,0)*a(1,1));
 512     }
 513 };
 514
 515 template<typename _Tp> Vec<_Tp, 2> inline conjugate(const Vec<_Tp, 2>& v)
 516 {
 517     return Vec<_Tp, 2>(v[0], -v[1]);
 518 }
 519
 520 template<typename _Tp> Vec<_Tp, 4> inline conjugate(const Vec<_Tp, 4>& v)
 521 {
 522     return Vec<_Tp, 4>(v[0], -v[1], -v[2], -v[3]);
 523 }
 524
 525 } // internal
 526
 527
 528
 529 ////////////////////////////////// Matx Implementation ///////////////////////////////////
 530
 531 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 532 Matx<_Tp, m, n>::Matx()
 533 {
 534     for(int i = 0; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 535 }
 536
 537 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 538 Matx<_Tp, m, n>::Matx(_Tp v0)
 539 {
 540     val[0] = v0;
 541     for(int i = 1; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 542 }
 543
 544 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 545 Matx<_Tp, m, n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1)
 546 {
 547     CV_StaticAssert(channels >= 2, "Matx should have at least 2 elements.");
 548     val[0] = v0; val[1] = v1;
 549     for(int i = 2; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 550 }
 551
 552 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 553 Matx<_Tp, m, n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2)
 554 {
 555     CV_StaticAssert(channels >= 3, "Matx should have at least 3 elements.");
 556     val[0] = v0; val[1] = v1; val[2] = v2;
 557     for(int i = 3; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 558 }
 559
 560 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 561 Matx<_Tp, m, n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3)
 562 {
 563     CV_StaticAssert(channels >= 4, "Matx should have at least 4 elements.");
 564     val[0] = v0; val[1] = v1; val[2] = v2; val[3] = v3;
 565     for(int i = 4; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 566 }
 567
 568 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 569 Matx<_Tp, m, n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4)
 570 {
 571     CV_StaticAssert(channels >= 5, "Matx should have at least 5 elements.");
 572     val[0] = v0; val[1] = v1; val[2] = v2; val[3] = v3; val[4] = v4;
 573     for(int i = 5; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 574 }
 575
 576 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 577 Matx<_Tp, m, n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5)
 578 {
 579     CV_StaticAssert(channels >= 6, "Matx should have at least 6 elements.");
 580     val[0] = v0; val[1] = v1; val[2] = v2; val[3] = v3;
 581     val[4] = v4; val[5] = v5;
 582     for(int i = 6; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 583 }
 584
 585 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 586 Matx<_Tp, m, n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6)
 587 {
 588     CV_StaticAssert(channels >= 7, "Matx should have at least 7 elements.");
 589     val[0] = v0; val[1] = v1; val[2] = v2; val[3] = v3;
 590     val[4] = v4; val[5] = v5; val[6] = v6;
 591     for(int i = 7; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 592 }
 593
 594 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 595 Matx<_Tp, m, n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7)
 596 {
 597     CV_StaticAssert(channels >= 8, "Matx should have at least 8 elements.");
 598     val[0] = v0; val[1] = v1; val[2] = v2; val[3] = v3;
 599     val[4] = v4; val[5] = v5; val[6] = v6; val[7] = v7;
 600     for(int i = 8; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 601 }
 602
 603 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 604 Matx<_Tp, m, n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8)
 605 {
 606     CV_StaticAssert(channels >= 9, "Matx should have at least 9 elements.");
 607     val[0] = v0; val[1] = v1; val[2] = v2; val[3] = v3;
 608     val[4] = v4; val[5] = v5; val[6] = v6; val[7] = v7;
 609     val[8] = v8;
 610     for(int i = 9; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 611 }
 612
 613 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 614 Matx<_Tp, m, n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8, _Tp v9)
 615 {
 616     CV_StaticAssert(channels >= 10, "Matx should have at least 10 elements.");
 617     val[0] = v0; val[1] = v1; val[2] = v2; val[3] = v3;
 618     val[4] = v4; val[5] = v5; val[6] = v6; val[7] = v7;
 619     val[8] = v8; val[9] = v9;
 620     for(int i = 10; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 621 }
 622
 623
 624 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 625 Matx<_Tp,m,n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8, _Tp v9, _Tp v10, _Tp v11)
 626 {
 627     CV_StaticAssert(channels >= 12, "Matx should have at least 12 elements.");
 628     val[0] = v0; val[1] = v1; val[2] = v2; val[3] = v3;
 629     val[4] = v4; val[5] = v5; val[6] = v6; val[7] = v7;
 630     val[8] = v8; val[9] = v9; val[10] = v10; val[11] = v11;
 631     for(int i = 12; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 632 }
 633
 634 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 635 Matx<_Tp,m,n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8, _Tp v9, _Tp v10, _Tp v11, _Tp v12, _Tp v13)
 636 {
 637     CV_StaticAssert(channels >= 14, "Matx should have at least 14 elements.");
 638     val[0] = v0; val[1] = v1; val[2] = v2; val[3] = v3;
 639     val[4] = v4; val[5] = v5; val[6] = v6; val[7] = v7;
 640     val[8] = v8; val[9] = v9; val[10] = v10; val[11] = v11;
 641     val[12] = v12; val[13] = v13;
 642     for (int i = 14; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 643 }
 644
 645
 646 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 647 Matx<_Tp,m,n>::Matx(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8, _Tp v9, _Tp v10, _Tp v11, _Tp v12, _Tp v13, _Tp v14, _Tp v15)
 648 {
 649     CV_StaticAssert(channels >= 16, "Matx should have at least 16 elements.");
 650     val[0] = v0; val[1] = v1; val[2] = v2; val[3] = v3;
 651     val[4] = v4; val[5] = v5; val[6] = v6; val[7] = v7;
 652     val[8] = v8; val[9] = v9; val[10] = v10; val[11] = v11;
 653     val[12] = v12; val[13] = v13; val[14] = v14; val[15] = v15;
 654     for(int i = 16; i < channels; i++) val[i] = _Tp(0);
 655 }
 656
 657 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 658 Matx<_Tp, m, n>::Matx(const _Tp* values)
 659 {
 660     for( int i = 0; i < channels; i++ ) val[i] = values[i];
 661 }
 662
 663 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 664 Matx<_Tp, m, n>::Matx(std::initializer_list<_Tp> list)
 665 {
 666     CV_DbgAssert(list.size() == channels);
 667     int i = 0;
 668     for(const auto& elem : list)
 669     {
 670         val[i++] = elem;
 671     }
 672 }
 673
 674 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 675 Matx<_Tp, m, n> Matx<_Tp, m, n>::all(_Tp alpha)
 676 {
 677     Matx<_Tp, m, n> M;
 678     for( int i = 0; i < m*n; i++ ) M.val[i] = alpha;
 679     return M;
 680 }
 681
 682 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 683 Matx<_Tp,m,n> Matx<_Tp,m,n>::zeros()
 684 {
 685     return all(0);
 686 }
 687
 688 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 689 Matx<_Tp,m,n> Matx<_Tp,m,n>::ones()
 690 {
 691     return all(1);
 692 }
 693
 694 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 695 Matx<_Tp,m,n> Matx<_Tp,m,n>::eye()
 696 {
 697     Matx<_Tp,m,n> M;
 698     for(int i = 0; i < shortdim; i++)
 699         M(i,i) = 1;
 700     return M;
 701 }
 702
 703 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 704 _Tp Matx<_Tp, m, n>::dot(const Matx<_Tp, m, n>& M) const
 705 {
 706     _Tp s = 0;
 707     for( int i = 0; i < channels; i++ ) s += val[i]*M.val[i];
 708     return s;
 709 }
 710
 711 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 712 double Matx<_Tp, m, n>::ddot(const Matx<_Tp, m, n>& M) const
 713 {
 714     double s = 0;
 715     for( int i = 0; i < channels; i++ ) s += (double)val[i]*M.val[i];
 716     return s;
 717 }
 718
 719 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 720 Matx<_Tp,m,n> Matx<_Tp,m,n>::diag(const typename Matx<_Tp,m,n>::diag_type& d)
 721 {
 722     Matx<_Tp,m,n> M;
 723     for(int i = 0; i < shortdim; i++)
 724         M(i,i) = d(i, 0);
 725     return M;
 726 }
 727
 728 template<typename _Tp, int m, int n> template<typename T2>
 729 inline Matx<_Tp, m, n>::operator Matx<T2, m, n>() const
 730 {
 731     Matx<T2, m, n> M;
 732     for( int i = 0; i < m*n; i++ ) M.val[i] = saturate_cast<T2>(val[i]);
 733     return M;
 734 }
 735
 736 template<typename _Tp, int m, int n> template<int m1, int n1> inline
 737 Matx<_Tp, m1, n1> Matx<_Tp, m, n>::reshape() const
 738 {
 739     CV_StaticAssert(m1*n1 == m*n, "Input and destnarion matrices must have the same number of elements");
 740     return (const Matx<_Tp, m1, n1>&)*this;
 741 }
 742
 743 template<typename _Tp, int m, int n>
 744 template<int m1, int n1> inline
 745 Matx<_Tp, m1, n1> Matx<_Tp, m, n>::get_minor(int i, int j) const
 746 {
 747     CV_DbgAssert(0 <= i && i+m1 <= m && 0 <= j && j+n1 <= n);
 748     Matx<_Tp, m1, n1> s;
 749     for( int di = 0; di < m1; di++ )
 750         for( int dj = 0; dj < n1; dj++ )
 751             s(di, dj) = (*this)(i+di, j+dj);
 752     return s;
 753 }
 754
 755 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 756 Matx<_Tp, 1, n> Matx<_Tp, m, n>::row(int i) const
 757 {
 758     CV_DbgAssert((unsigned)i < (unsigned)m);
 759     return Matx<_Tp, 1, n>(&val[i*n]);
 760 }
 761
 762 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 763 Matx<_Tp, m, 1> Matx<_Tp, m, n>::col(int j) const
 764 {
 765     CV_DbgAssert((unsigned)j < (unsigned)n);
 766     Matx<_Tp, m, 1> v;
 767     for( int i = 0; i < m; i++ )
 768         v.val[i] = val[i*n + j];
 769     return v;
 770 }
 771
 772 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 773 typename Matx<_Tp, m, n>::diag_type Matx<_Tp, m, n>::diag() const
 774 {
 775     diag_type d;
 776     for( int i = 0; i < shortdim; i++ )
 777         d.val[i] = val[i*n + i];
 778     return d;
 779 }
 780
 781 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 782 const _Tp& Matx<_Tp, m, n>::operator()(int i, int j) const
 783 {
 784     CV_DbgAssert( (unsigned)i < (unsigned)m && (unsigned)j < (unsigned)n );
 785     return this->val[i*n + j];
 786 }
 787
 788 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 789 _Tp& Matx<_Tp, m, n>::operator ()(int i, int j)
 790 {
 791     CV_DbgAssert( (unsigned)i < (unsigned)m && (unsigned)j < (unsigned)n );
 792     return val[i*n + j];
 793 }
 794
 795 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 796 const _Tp& Matx<_Tp, m, n>::operator ()(int i) const
 797 {
 798     CV_StaticAssert(m == 1 || n == 1, "Single index indexation requires matrix to be a column or a row");
 799     CV_DbgAssert( (unsigned)i < (unsigned)(m+n-1) );
 800     return val[i];
 801 }
 802
 803 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 804 _Tp& Matx<_Tp, m, n>::operator ()(int i)
 805 {
 806     CV_StaticAssert(m == 1 || n == 1, "Single index indexation requires matrix to be a column or a row");
 807     CV_DbgAssert( (unsigned)i < (unsigned)(m+n-1) );
 808     return val[i];
 809 }
 810
 811 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 812 Matx<_Tp,m,n>::Matx(const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b, Matx_AddOp)
 813 {
 814     for( int i = 0; i < channels; i++ )
 815         val[i] = saturate_cast<_Tp>(a.val[i] + b.val[i]);
 816 }
 817
 818 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 819 Matx<_Tp,m,n>::Matx(const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b, Matx_SubOp)
 820 {
 821     for( int i = 0; i < channels; i++ )
 822         val[i] = saturate_cast<_Tp>(a.val[i] - b.val[i]);
 823 }
 824
 825 template<typename _Tp, int m, int n> template<typename _T2> inline
 826 Matx<_Tp,m,n>::Matx(const Matx<_Tp, m, n>& a, _T2 alpha, Matx_ScaleOp)
 827 {
 828     for( int i = 0; i < channels; i++ )
 829         val[i] = saturate_cast<_Tp>(a.val[i] * alpha);
 830 }
 831
 832 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 833 Matx<_Tp,m,n>::Matx(const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b, Matx_MulOp)
 834 {
 835     for( int i = 0; i < channels; i++ )
 836         val[i] = saturate_cast<_Tp>(a.val[i] * b.val[i]);
 837 }
 838
 839 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 840 Matx<_Tp,m,n>::Matx(const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b, Matx_DivOp)
 841 {
 842     for( int i = 0; i < channels; i++ )
 843         val[i] = saturate_cast<_Tp>(a.val[i] / b.val[i]);
 844 }
 845
 846 template<typename _Tp, int m, int n> template<int l> inline
 847 Matx<_Tp,m,n>::Matx(const Matx<_Tp, m, l>& a, const Matx<_Tp, l, n>& b, Matx_MatMulOp)
 848 {
 849     for( int i = 0; i < m; i++ )
 850         for( int j = 0; j < n; j++ )
 851         {
 852             _Tp s = 0;
 853             for( int k = 0; k < l; k++ )
 854                 s += a(i, k) * b(k, j);
 855             val[i*n + j] = s;
 856         }
 857 }
 858
 859 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 860 Matx<_Tp,m,n>::Matx(const Matx<_Tp, n, m>& a, Matx_TOp)
 861 {
 862     for( int i = 0; i < m; i++ )
 863         for( int j = 0; j < n; j++ )
 864             val[i*n + j] = a(j, i);
 865 }
 866
 867 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 868 Matx<_Tp, m, n> Matx<_Tp, m, n>::mul(const Matx<_Tp, m, n>& a) const
 869 {
 870     return Matx<_Tp, m, n>(*this, a, Matx_MulOp());
 871 }
 872
 873 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 874 Matx<_Tp, m, n> Matx<_Tp, m, n>::div(const Matx<_Tp, m, n>& a) const
 875 {
 876     return Matx<_Tp, m, n>(*this, a, Matx_DivOp());
 877 }
 878
 879 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 880 Matx<_Tp, n, m> Matx<_Tp, m, n>::t() const
 881 {
 882     return Matx<_Tp, n, m>(*this, Matx_TOp());
 883 }
 884
 885 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 886 Vec<_Tp, n> Matx<_Tp, m, n>::solve(const Vec<_Tp, m>& rhs, int method) const
 887 {
 888     Matx<_Tp, n, 1> x = solve((const Matx<_Tp, m, 1>&)(rhs), method);
 889     return (Vec<_Tp, n>&)(x);
 890 }
 891
 892 template<typename _Tp, int m> static inline
 893 double determinant(const Matx<_Tp, m, m>& a)
 894 {
 895     return cv::internal::Matx_DetOp<_Tp, m>()(a);
 896 }
 897
 898 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
 899 double trace(const Matx<_Tp, m, n>& a)
 900 {
 901     _Tp s = 0;
 902     for( int i = 0; i < std::min(m, n); i++ )
 903         s += a(i,i);
 904     return s;
 905 }
 906
 907 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
 908 double norm(const Matx<_Tp, m, n>& M)
 909 {
 910     return std::sqrt(normL2Sqr<_Tp, double>(M.val, m*n));
 911 }
 912
 913 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
 914 double norm(const Matx<_Tp, m, n>& M, int normType)
 915 {
 916     switch(normType) {
 917     case NORM_INF:
 918         return (double)normInf<_Tp, typename DataType<_Tp>::work_type>(M.val, m*n);
 919     case NORM_L1:
 920         return (double)normL1<_Tp, typename DataType<_Tp>::work_type>(M.val, m*n);
 921     case NORM_L2SQR:
 922         return (double)normL2Sqr<_Tp, typename DataType<_Tp>::work_type>(M.val, m*n);
 923     default:
 924     case NORM_L2:
 925         return std::sqrt((double)normL2Sqr<_Tp, typename DataType<_Tp>::work_type>(M.val, m*n));
 926     }
 927 }
 928
 929
 930
 931 //////////////////////////////// matx comma initializer //////////////////////////////////
 932
 933 template<typename _Tp, typename _T2, int m, int n> static inline
 934 MatxCommaInitializer<_Tp, m, n> operator << (const Matx<_Tp, m, n>& mtx, _T2 val)
 935 {
 936     MatxCommaInitializer<_Tp, m, n> commaInitializer((Matx<_Tp, m, n>*)&mtx);
 937     return (commaInitializer, val);
 938 }
 939
 940 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 941 MatxCommaInitializer<_Tp, m, n>::MatxCommaInitializer(Matx<_Tp, m, n>* _mtx)
 942     : dst(_mtx), idx(0)
 943 {}
 944
 945 template<typename _Tp, int m, int n> template<typename _T2> inline
 946 MatxCommaInitializer<_Tp, m, n>& MatxCommaInitializer<_Tp, m, n>::operator , (_T2 value)
 947 {
 948     CV_DbgAssert( idx < m*n );
 949     dst->val[idx++] = saturate_cast<_Tp>(value);
 950     return *this;
 951 }
 952
 953 template<typename _Tp, int m, int n> inline
 954 Matx<_Tp, m, n> MatxCommaInitializer<_Tp, m, n>::operator *() const
 955 {
 956     CV_DbgAssert( idx == n*m );
 957     return *dst;
 958 }
 959
 960
 961
 962 /////////////////////////////////// Vec Implementation ///////////////////////////////////
 963
 964 template<typename _Tp, int cn> inline
 965 Vec<_Tp, cn>::Vec() {}
 966
 967 template<typename _Tp, int cn> inline
 968 Vec<_Tp, cn>::Vec(_Tp v0)
 969     : Matx<_Tp, cn, 1>(v0) {}
 970
 971 template<typename _Tp, int cn> inline
 972 Vec<_Tp, cn>::Vec(_Tp v0, _Tp v1)
 973     : Matx<_Tp, cn, 1>(v0, v1) {}
 974
 975 template<typename _Tp, int cn> inline
 976 Vec<_Tp, cn>::Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2)
 977     : Matx<_Tp, cn, 1>(v0, v1, v2) {}
 978
 979 template<typename _Tp, int cn> inline
 980 Vec<_Tp, cn>::Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3)
 981     : Matx<_Tp, cn, 1>(v0, v1, v2, v3) {}
 982
 983 template<typename _Tp, int cn> inline
 984 Vec<_Tp, cn>::Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4)
 985     : Matx<_Tp, cn, 1>(v0, v1, v2, v3, v4) {}
 986
 987 template<typename _Tp, int cn> inline
 988 Vec<_Tp, cn>::Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5)
 989     : Matx<_Tp, cn, 1>(v0, v1, v2, v3, v4, v5) {}
 990
 991 template<typename _Tp, int cn> inline
 992 Vec<_Tp, cn>::Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6)
 993     : Matx<_Tp, cn, 1>(v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6) {}
 994
 995 template<typename _Tp, int cn> inline
 996 Vec<_Tp, cn>::Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7)
 997     : Matx<_Tp, cn, 1>(v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7) {}
 998
 999 template<typename _Tp, int cn> inline
1000 Vec<_Tp, cn>::Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8)
1001     : Matx<_Tp, cn, 1>(v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7, v8) {}
1002
1003 template<typename _Tp, int cn> inline
1004 Vec<_Tp, cn>::Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8, _Tp v9)
1005     : Matx<_Tp, cn, 1>(v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7, v8, v9) {}
1006
1007 template<typename _Tp, int cn> inline
1008 Vec<_Tp, cn>::Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8, _Tp v9, _Tp v10, _Tp v11, _Tp v12, _Tp v13)
1009     : Matx<_Tp, cn, 1>(v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7, v8, v9, v10, v11, v12, v13) {}
1010
1011 template<typename _Tp, int cn> inline
1012 Vec<_Tp, cn>::Vec(const _Tp* values)
1013     : Matx<_Tp, cn, 1>(values) {}
1014
1015 template<typename _Tp, int cn> inline
1016 Vec<_Tp, cn>::Vec(std::initializer_list<_Tp> list)
1017     : Matx<_Tp, cn, 1>(list) {}
1018
1019 template<typename _Tp, int cn> inline
1020 Vec<_Tp, cn>::Vec(const Vec<_Tp, cn>& m)
1021     : Matx<_Tp, cn, 1>(m.val) {}
1022
1023 template<typename _Tp, int cn> inline
1024 Vec<_Tp, cn>::Vec(const Matx<_Tp, cn, 1>& a, const Matx<_Tp, cn, 1>& b, Matx_AddOp op)
1025     : Matx<_Tp, cn, 1>(a, b, op) {}
1026
1027 template<typename _Tp, int cn> inline
1028 Vec<_Tp, cn>::Vec(const Matx<_Tp, cn, 1>& a, const Matx<_Tp, cn, 1>& b, Matx_SubOp op)
1029     : Matx<_Tp, cn, 1>(a, b, op) {}
1030
1031 template<typename _Tp, int cn> template<typename _T2> inline
1032 Vec<_Tp, cn>::Vec(const Matx<_Tp, cn, 1>& a, _T2 alpha, Matx_ScaleOp op)
1033     : Matx<_Tp, cn, 1>(a, alpha, op) {}
1034
1035 template<typename _Tp, int cn> inline
1036 Vec<_Tp, cn> Vec<_Tp, cn>::all(_Tp alpha)
1037 {
1038     Vec v;
1039     for( int i = 0; i < cn; i++ ) v.val[i] = alpha;
1040     return v;
1041 }
1042
1043 template<typename _Tp, int cn> inline
1044 Vec<_Tp, cn> Vec<_Tp, cn>::mul(const Vec<_Tp, cn>& v) const
1045 {
1046     Vec<_Tp, cn> w;
1047     for( int i = 0; i < cn; i++ ) w.val[i] = saturate_cast<_Tp>(this->val[i]*v.val[i]);
1048     return w;
1049 }
1050
1051 template<> inline
1052 Vec<float, 2> Vec<float, 2>::conj() const
1053 {
1054     return cv::internal::conjugate(*this);
1055 }
1056
1057 template<> inline
1058 Vec<double, 2> Vec<double, 2>::conj() const
1059 {
1060     return cv::internal::conjugate(*this);
1061 }
1062
1063 template<> inline
1064 Vec<float, 4> Vec<float, 4>::conj() const
1065 {
1066     return cv::internal::conjugate(*this);
1067 }
1068
1069 template<> inline
1070 Vec<double, 4> Vec<double, 4>::conj() const
1071 {
1072     return cv::internal::conjugate(*this);
1073 }
1074
1075 template<typename _Tp, int cn> inline
1076 Vec<_Tp, cn> Vec<_Tp, cn>::cross(const Vec<_Tp, cn>&) const
1077 {
1078     CV_StaticAssert(cn == 3, "for arbitrary-size vector there is no cross-product defined");
1079     return Vec<_Tp, cn>();
1080 }
1081
1082 template<> inline
1083 Vec<float, 3> Vec<float, 3>::cross(const Vec<float, 3>& v) const
1084 {
1085     return Vec<float,3>(this->val[1]*v.val[2] - this->val[2]*v.val[1],
1086                      this->val[2]*v.val[0] - this->val[0]*v.val[2],
1087                      this->val[0]*v.val[1] - this->val[1]*v.val[0]);
1088 }
1089
1090 template<> inline
1091 Vec<double, 3> Vec<double, 3>::cross(const Vec<double, 3>& v) const
1092 {
1093     return Vec<double,3>(this->val[1]*v.val[2] - this->val[2]*v.val[1],
1094                      this->val[2]*v.val[0] - this->val[0]*v.val[2],
1095                      this->val[0]*v.val[1] - this->val[1]*v.val[0]);
1096 }
1097
1098 template<typename _Tp, int cn> template<typename T2> inline
1099 Vec<_Tp, cn>::operator Vec<T2, cn>() const
1100 {
1101     Vec<T2, cn> v;
1102     for( int i = 0; i < cn; i++ ) v.val[i] = saturate_cast<T2>(this->val[i]);
1103     return v;
1104 }
1105
1106 template<typename _Tp, int cn> inline
1107 const _Tp& Vec<_Tp, cn>::operator [](int i) const
1108 {
1109     CV_DbgAssert( (unsigned)i < (unsigned)cn );
1110     return this->val[i];
1111 }
1112
1113 template<typename _Tp, int cn> inline
1114 _Tp& Vec<_Tp, cn>::operator [](int i)
1115 {
1116     CV_DbgAssert( (unsigned)i < (unsigned)cn );
1117     return this->val[i];
1118 }
1119
1120 template<typename _Tp, int cn> inline
1121 const _Tp& Vec<_Tp, cn>::operator ()(int i) const
1122 {
1123     CV_DbgAssert( (unsigned)i < (unsigned)cn );
1124     return this->val[i];
1125 }
1126
1127 template<typename _Tp, int cn> inline
1128 _Tp& Vec<_Tp, cn>::operator ()(int i)
1129 {
1130     CV_DbgAssert( (unsigned)i < (unsigned)cn );
1131     return this->val[i];
1132 }
1133
1134 template<typename _Tp, int cn> inline
1135 Vec<_Tp, cn> normalize(const Vec<_Tp, cn>& v)
1136 {
1137     double nv = norm(v);
1138     return v * (nv ? 1./nv : 0.);
1139 }
1140
1141
1142
1143 //////////////////////////////// vec comma initializer //////////////////////////////////
1144
1145
1146 template<typename _Tp, typename _T2, int cn> static inline
1147 VecCommaInitializer<_Tp, cn> operator << (const Vec<_Tp, cn>& vec, _T2 val)
1148 {
1149     VecCommaInitializer<_Tp, cn> commaInitializer((Vec<_Tp, cn>*)&vec);
1150     return (commaInitializer, val);
1151 }
1152
1153 template<typename _Tp, int cn> inline
1154 VecCommaInitializer<_Tp, cn>::VecCommaInitializer(Vec<_Tp, cn>* _vec)
1155     : MatxCommaInitializer<_Tp, cn, 1>(_vec)
1156 {}
1157
1158 template<typename _Tp, int cn> template<typename _T2> inline
1159 VecCommaInitializer<_Tp, cn>& VecCommaInitializer<_Tp, cn>::operator , (_T2 value)
1160 {
1161     CV_DbgAssert( this->idx < cn );
1162     this->dst->val[this->idx++] = saturate_cast<_Tp>(value);
1163     return *this;
1164 }
1165
1166 template<typename _Tp, int cn> inline
1167 Vec<_Tp, cn> VecCommaInitializer<_Tp, cn>::operator *() const
1168 {
1169     CV_DbgAssert( this->idx == cn );
1170     return *this->dst;
1171 }
1172
1173 //! @endcond
1174
1175 ///////////////////////////// Matx out-of-class operators ////////////////////////////////
1176
1177 //! @relates cv::Matx
1178 //! @{
1179
1180 template<typename _Tp1, typename _Tp2, int m, int n> static inline
1181 Matx<_Tp1, m, n>& operator += (Matx<_Tp1, m, n>& a, const Matx<_Tp2, m, n>& b)
1182 {
1183     for( int i = 0; i < m*n; i++ )
1184         a.val[i] = saturate_cast<_Tp1>(a.val[i] + b.val[i]);
1185     return a;
1186 }
1187
1188 template<typename _Tp1, typename _Tp2, int m, int n> static inline
1189 Matx<_Tp1, m, n>& operator -= (Matx<_Tp1, m, n>& a, const Matx<_Tp2, m, n>& b)
1190 {
1191     for( int i = 0; i < m*n; i++ )
1192         a.val[i] = saturate_cast<_Tp1>(a.val[i] - b.val[i]);
1193     return a;
1194 }
1195
1196 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1197 Matx<_Tp, m, n> operator + (const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b)
1198 {
1199     return Matx<_Tp, m, n>(a, b, Matx_AddOp());
1200 }
1201
1202 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1203 Matx<_Tp, m, n> operator - (const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b)
1204 {
1205     return Matx<_Tp, m, n>(a, b, Matx_SubOp());
1206 }
1207
1208 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1209 Matx<_Tp, m, n>& operator *= (Matx<_Tp, m, n>& a, int alpha)
1210 {
1211     for( int i = 0; i < m*n; i++ )
1212         a.val[i] = saturate_cast<_Tp>(a.val[i] * alpha);
1213     return a;
1214 }
1215
1216 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1217 Matx<_Tp, m, n>& operator *= (Matx<_Tp, m, n>& a, float alpha)
1218 {
1219     for( int i = 0; i < m*n; i++ )
1220         a.val[i] = saturate_cast<_Tp>(a.val[i] * alpha);
1221     return a;
1222 }
1223
1224 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1225 Matx<_Tp, m, n>& operator *= (Matx<_Tp, m, n>& a, double alpha)
1226 {
1227     for( int i = 0; i < m*n; i++ )
1228         a.val[i] = saturate_cast<_Tp>(a.val[i] * alpha);
1229     return a;
1230 }
1231
1232 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1233 Matx<_Tp, m, n> operator * (const Matx<_Tp, m, n>& a, int alpha)
1234 {
1235     return Matx<_Tp, m, n>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1236 }
1237
1238 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1239 Matx<_Tp, m, n> operator * (const Matx<_Tp, m, n>& a, float alpha)
1240 {
1241     return Matx<_Tp, m, n>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1242 }
1243
1244 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1245 Matx<_Tp, m, n> operator * (const Matx<_Tp, m, n>& a, double alpha)
1246 {
1247     return Matx<_Tp, m, n>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1248 }
1249
1250 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1251 Matx<_Tp, m, n> operator * (int alpha, const Matx<_Tp, m, n>& a)
1252 {
1253     return Matx<_Tp, m, n>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1254 }
1255
1256 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1257 Matx<_Tp, m, n> operator * (float alpha, const Matx<_Tp, m, n>& a)
1258 {
1259     return Matx<_Tp, m, n>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1260 }
1261
1262 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1263 Matx<_Tp, m, n> operator * (double alpha, const Matx<_Tp, m, n>& a)
1264 {
1265     return Matx<_Tp, m, n>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1266 }
1267
1268 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1269 Matx<_Tp, m, n> operator - (const Matx<_Tp, m, n>& a)
1270 {
1271     return Matx<_Tp, m, n>(a, -1, Matx_ScaleOp());
1272 }
1273
1274 template<typename _Tp, int m, int n, int l> static inline
1275 Matx<_Tp, m, n> operator * (const Matx<_Tp, m, l>& a, const Matx<_Tp, l, n>& b)
1276 {
1277     return Matx<_Tp, m, n>(a, b, Matx_MatMulOp());
1278 }
1279
1280 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1281 Vec<_Tp, m> operator * (const Matx<_Tp, m, n>& a, const Vec<_Tp, n>& b)
1282 {
1283     Matx<_Tp, m, 1> c(a, b, Matx_MatMulOp());
1284     return (const Vec<_Tp, m>&)(c);
1285 }
1286
1287 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1288 bool operator == (const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b)
1289 {
1290     for( int i = 0; i < m*n; i++ )
1291         if( a.val[i] != b.val[i] ) return false;
1292     return true;
1293 }
1294
1295 template<typename _Tp, int m, int n> static inline
1296 bool operator != (const Matx<_Tp, m, n>& a, const Matx<_Tp, m, n>& b)
1297 {
1298     return !(a == b);
1299 }
1300
1301 //! @}
1302
1303 ////////////////////////////// Vec out-of-class operators ////////////////////////////////
1304
1305 //! @relates cv::Vec
1306 //! @{
1307
1308 template<typename _Tp1, typename _Tp2, int cn> static inline
1309 Vec<_Tp1, cn>& operator += (Vec<_Tp1, cn>& a, const Vec<_Tp2, cn>& b)
1310 {
1311     for( int i = 0; i < cn; i++ )
1312         a.val[i] = saturate_cast<_Tp1>(a.val[i] + b.val[i]);
1313     return a;
1314 }
1315
1316 template<typename _Tp1, typename _Tp2, int cn> static inline
1317 Vec<_Tp1, cn>& operator -= (Vec<_Tp1, cn>& a, const Vec<_Tp2, cn>& b)
1318 {
1319     for( int i = 0; i < cn; i++ )
1320         a.val[i] = saturate_cast<_Tp1>(a.val[i] - b.val[i]);
1321     return a;
1322 }
1323
1324 template<typename _Tp, int cn> static inline
1325 Vec<_Tp, cn> operator + (const Vec<_Tp, cn>& a, const Vec<_Tp, cn>& b)
1326 {
1327     return Vec<_Tp, cn>(a, b, Matx_AddOp());
1328 }
1329
1330 template<typename _Tp, int cn> static inline
1331 Vec<_Tp, cn> operator - (const Vec<_Tp, cn>& a, const Vec<_Tp, cn>& b)
1332 {
1333     return Vec<_Tp, cn>(a, b, Matx_SubOp());
1334 }
1335
1336 template<typename _Tp, int cn> static inline
1337 Vec<_Tp, cn>& operator *= (Vec<_Tp, cn>& a, int alpha)
1338 {
1339     for( int i = 0; i < cn; i++ )
1340         a[i] = saturate_cast<_Tp>(a[i]*alpha);
1341     return a;
1342 }
1343
1344 template<typename _Tp, int cn> static inline
1345 Vec<_Tp, cn>& operator *= (Vec<_Tp, cn>& a, float alpha)
1346 {
1347     for( int i = 0; i < cn; i++ )
1348         a[i] = saturate_cast<_Tp>(a[i]*alpha);
1349     return a;
1350 }
1351
1352 template<typename _Tp, int cn> static inline
1353 Vec<_Tp, cn>& operator *= (Vec<_Tp, cn>& a, double alpha)
1354 {
1355     for( int i = 0; i < cn; i++ )
1356         a[i] = saturate_cast<_Tp>(a[i]*alpha);
1357     return a;
1358 }
1359
1360 template<typename _Tp, int cn> static inline
1361 Vec<_Tp, cn>& operator /= (Vec<_Tp, cn>& a, int alpha)
1362 {
1363     double ialpha = 1./alpha;
1364     for( int i = 0; i < cn; i++ )
1365         a[i] = saturate_cast<_Tp>(a[i]*ialpha);
1366     return a;
1367 }
1368
1369 template<typename _Tp, int cn> static inline
1370 Vec<_Tp, cn>& operator /= (Vec<_Tp, cn>& a, float alpha)
1371 {
1372     float ialpha = 1.f/alpha;
1373     for( int i = 0; i < cn; i++ )
1374         a[i] = saturate_cast<_Tp>(a[i]*ialpha);
1375     return a;
1376 }
1377
1378 template<typename _Tp, int cn> static inline
1379 Vec<_Tp, cn>& operator /= (Vec<_Tp, cn>& a, double alpha)
1380 {
1381     double ialpha = 1./alpha;
1382     for( int i = 0; i < cn; i++ )
1383         a[i] = saturate_cast<_Tp>(a[i]*ialpha);
1384     return a;
1385 }
1386
1387 template<typename _Tp, int cn> static inline
1388 Vec<_Tp, cn> operator * (const Vec<_Tp, cn>& a, int alpha)
1389 {
1390     return Vec<_Tp, cn>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1391 }
1392
1393 template<typename _Tp, int cn> static inline
1394 Vec<_Tp, cn> operator * (int alpha, const Vec<_Tp, cn>& a)
1395 {
1396     return Vec<_Tp, cn>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1397 }
1398
1399 template<typename _Tp, int cn> static inline
1400 Vec<_Tp, cn> operator * (const Vec<_Tp, cn>& a, float alpha)
1401 {
1402     return Vec<_Tp, cn>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1403 }
1404
1405 template<typename _Tp, int cn> static inline
1406 Vec<_Tp, cn> operator * (float alpha, const Vec<_Tp, cn>& a)
1407 {
1408     return Vec<_Tp, cn>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1409 }
1410
1411 template<typename _Tp, int cn> static inline
1412 Vec<_Tp, cn> operator * (const Vec<_Tp, cn>& a, double alpha)
1413 {
1414     return Vec<_Tp, cn>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1415 }
1416
1417 template<typename _Tp, int cn> static inline
1418 Vec<_Tp, cn> operator * (double alpha, const Vec<_Tp, cn>& a)
1419 {
1420     return Vec<_Tp, cn>(a, alpha, Matx_ScaleOp());
1421 }
1422
1423 template<typename _Tp, int cn> static inline
1424 Vec<_Tp, cn> operator / (const Vec<_Tp, cn>& a, int alpha)
1425 {
1426     return Vec<_Tp, cn>(a, 1./alpha, Matx_ScaleOp());
1427 }
1428
1429 template<typename _Tp, int cn> static inline
1430 Vec<_Tp, cn> operator / (const Vec<_Tp, cn>& a, float alpha)
1431 {
1432     return Vec<_Tp, cn>(a, 1.f/alpha, Matx_ScaleOp());
1433 }
1434
1435 template<typename _Tp, int cn> static inline
1436 Vec<_Tp, cn> operator / (const Vec<_Tp, cn>& a, double alpha)
1437 {
1438     return Vec<_Tp, cn>(a, 1./alpha, Matx_ScaleOp());
1439 }
1440
1441 template<typename _Tp, int cn> static inline
1442 Vec<_Tp, cn> operator - (const Vec<_Tp, cn>& a)
1443 {
1444     Vec<_Tp,cn> t;
1445     for( int i = 0; i < cn; i++ ) t.val[i] = saturate_cast<_Tp>(-a.val[i]);
1446     return t;
1447 }
1448
1449 template<typename _Tp> inline Vec<_Tp, 4> operator * (const Vec<_Tp, 4>& v1, const Vec<_Tp, 4>& v2)
1450 {
1451     return Vec<_Tp, 4>(saturate_cast<_Tp>(v1[0]*v2[0] - v1[1]*v2[1] - v1[2]*v2[2] - v1[3]*v2[3]),
1452                        saturate_cast<_Tp>(v1[0]*v2[1] + v1[1]*v2[0] + v1[2]*v2[3] - v1[3]*v2[2]),
1453                        saturate_cast<_Tp>(v1[0]*v2[2] - v1[1]*v2[3] + v1[2]*v2[0] + v1[3]*v2[1]),
1454                        saturate_cast<_Tp>(v1[0]*v2[3] + v1[1]*v2[2] - v1[2]*v2[1] + v1[3]*v2[0]));
1455 }
1456
1457 template<typename _Tp> inline Vec<_Tp, 4>& operator *= (Vec<_Tp, 4>& v1, const Vec<_Tp, 4>& v2)
1458 {
1459     v1 = v1 * v2;
1460     return v1;
1461 }
1462
1463 //! @}
1464
1465 } // cv
1466
1467 #endif // OPENCV_CORE_MATX_HPP