8054d31b288c68d776dbd46883d9d49a30baee99
[platform/upstream/opencv.git] / modules / core / include / opencv2 / core.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) 2000-2015, Intel Corporation, all rights reserved.
14 // Copyright (C) 2009-2011, Willow Garage Inc., all rights reserved.
15 // Copyright (C) 2015, OpenCV Foundation, all rights reserved.
16 // Copyright (C) 2015, Itseez Inc., all rights reserved.
17 // Third party copyrights are property of their respective owners.
18 //
19 // Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification,
20 // are permitted provided that the following conditions are met:
21 //
22 //   * Redistribution's of source code must retain the above copyright notice,
23 //     this list of conditions and the following disclaimer.
24 //
25 //   * Redistribution's in binary form must reproduce the above copyright notice,
26 //     this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
27 //     and/or other materials provided with the distribution.
28 //
29 //   * The name of the copyright holders may not be used to endorse or promote products
30 //     derived from this software without specific prior written permission.
31 //
32 // This software is provided by the copyright holders and contributors "as is" and
33 // any express or implied warranties, including, but not limited to, the implied
34 // warranties of merchantability and fitness for a particular purpose are disclaimed.
35 // In no event shall the Intel Corporation or contributors be liable for any direct,
36 // indirect, incidental, special, exemplary, or consequential damages
37 // (including, but not limited to, procurement of substitute goods or services;
38 // loss of use, data, or profits; or business interruption) however caused
39 // and on any theory of liability, whether in contract, strict liability,
40 // or tort (including negligence or otherwise) arising in any way out of
41 // the use of this software, even if advised of the possibility of such damage.
42 //
43 //M*/
44
45 #ifndef OPENCV_CORE_HPP
46 #define OPENCV_CORE_HPP
47
48 #ifndef __cplusplus
49 #  error core.hpp header must be compiled as C++
50 #endif
51
52 #include "opencv2/core/cvdef.h"
53 #include "opencv2/core/version.hpp"
54 #include "opencv2/core/base.hpp"
55 #include "opencv2/core/cvstd.hpp"
56 #include "opencv2/core/traits.hpp"
57 #include "opencv2/core/matx.hpp"
58 #include "opencv2/core/types.hpp"
59 #include "opencv2/core/mat.hpp"
60 #include "opencv2/core/persistence.hpp"
61
62 /**
63 @defgroup core Core functionality
64 @{
65     @defgroup core_basic Basic structures
66     @defgroup core_c C structures and operations
67     @{
68         @defgroup core_c_glue Connections with C++
69     @}
70     @defgroup core_array Operations on arrays
71     @defgroup core_xml XML/YAML Persistence
72     @defgroup core_cluster Clustering
73     @defgroup core_utils Utility and system functions and macros
74     @{
75         @defgroup core_utils_sse SSE utilities
76         @defgroup core_utils_neon NEON utilities
77         @defgroup core_utils_softfloat Softfloat support
78     @}
79     @defgroup core_opengl OpenGL interoperability
80     @defgroup core_ipp Intel IPP Asynchronous C/C++ Converters
81     @defgroup core_optim Optimization Algorithms
82     @defgroup core_directx DirectX interoperability
83     @defgroup core_eigen Eigen support
84     @defgroup core_opencl OpenCL support
85     @defgroup core_va_intel Intel VA-API/OpenCL (CL-VA) interoperability
86     @defgroup core_hal Hardware Acceleration Layer
87     @{
88         @defgroup core_hal_functions Functions
89         @defgroup core_hal_interface Interface
90         @defgroup core_hal_intrin Universal intrinsics
91         @{
92             @defgroup core_hal_intrin_impl Private implementation helpers
93         @}
94     @}
95 @}
96  */
97
98 namespace cv {
99
100 //! @addtogroup core_utils
101 //! @{
102
103 /*! @brief Class passed to an error.
104
105 This class encapsulates all or almost all necessary
106 information about the error happened in the program. The exception is
107 usually constructed and thrown implicitly via CV_Error and CV_Error_ macros.
108 @see error
109  */
110 class CV_EXPORTS Exception : public std::exception
111 {
112 public:
113     /*!
114      Default constructor
115      */
116     Exception();
117     /*!
118      Full constructor. Normally the constructor is not called explicitly.
119      Instead, the macros CV_Error(), CV_Error_() and CV_Assert() are used.
120     */
121     Exception(int _code, const String& _err, const String& _func, const String& _file, int _line);
122     virtual ~Exception() throw();
123
124     /*!
125      \return the error description and the context as a text string.
126     */
127     virtual const char *what() const throw();
128     void formatMessage();
129
130     String msg; ///< the formatted error message
131
132     int code; ///< error code @see CVStatus
133     String err; ///< error description
134     String func; ///< function name. Available only when the compiler supports getting it
135     String file; ///< source file name where the error has occurred
136     int line; ///< line number in the source file where the error has occurred
137 };
138
139 /*! @brief Signals an error and raises the exception.
140
141 By default the function prints information about the error to stderr,
142 then it either stops if cv::setBreakOnError() had been called before or raises the exception.
143 It is possible to alternate error processing by using cv::redirectError().
144 @param exc the exception raisen.
145 @deprecated drop this version
146  */
147 CV_EXPORTS void error( const Exception& exc );
148
149 enum SortFlags { SORT_EVERY_ROW    = 0, //!< each matrix row is sorted independently
150                  SORT_EVERY_COLUMN = 1, //!< each matrix column is sorted
151                                         //!< independently; this flag and the previous one are
152                                         //!< mutually exclusive.
153                  SORT_ASCENDING    = 0, //!< each matrix row is sorted in the ascending
154                                         //!< order.
155                  SORT_DESCENDING   = 16 //!< each matrix row is sorted in the
156                                         //!< descending order; this flag and the previous one are also
157                                         //!< mutually exclusive.
158                };
159
160 //! @} core_utils
161
162 //! @addtogroup core
163 //! @{
164
165 //! Covariation flags
166 enum CovarFlags {
167     /** The output covariance matrix is calculated as:
168        \f[\texttt{scale}   \cdot  [  \texttt{vects}  [0]-  \texttt{mean}  , \texttt{vects}  [1]-  \texttt{mean}  ,...]^T  \cdot  [ \texttt{vects}  [0]- \texttt{mean}  , \texttt{vects}  [1]- \texttt{mean}  ,...],\f]
169        The covariance matrix will be nsamples x nsamples. Such an unusual covariance matrix is used
170        for fast PCA of a set of very large vectors (see, for example, the EigenFaces technique for
171        face recognition). Eigenvalues of this "scrambled" matrix match the eigenvalues of the true
172        covariance matrix. The "true" eigenvectors can be easily calculated from the eigenvectors of
173        the "scrambled" covariance matrix. */
174     COVAR_SCRAMBLED = 0,
175     /**The output covariance matrix is calculated as:
176         \f[\texttt{scale}   \cdot  [  \texttt{vects}  [0]-  \texttt{mean}  , \texttt{vects}  [1]-  \texttt{mean}  ,...]  \cdot  [ \texttt{vects}  [0]- \texttt{mean}  , \texttt{vects}  [1]- \texttt{mean}  ,...]^T,\f]
177         covar will be a square matrix of the same size as the total number of elements in each input
178         vector. One and only one of COVAR_SCRAMBLED and COVAR_NORMAL must be specified.*/
179     COVAR_NORMAL    = 1,
180     /** If the flag is specified, the function does not calculate mean from
181         the input vectors but, instead, uses the passed mean vector. This is useful if mean has been
182         pre-calculated or known in advance, or if the covariance matrix is calculated by parts. In
183         this case, mean is not a mean vector of the input sub-set of vectors but rather the mean
184         vector of the whole set.*/
185     COVAR_USE_AVG   = 2,
186     /** If the flag is specified, the covariance matrix is scaled. In the
187         "normal" mode, scale is 1./nsamples . In the "scrambled" mode, scale is the reciprocal of the
188         total number of elements in each input vector. By default (if the flag is not specified), the
189         covariance matrix is not scaled ( scale=1 ).*/
190     COVAR_SCALE     = 4,
191     /** If the flag is
192         specified, all the input vectors are stored as rows of the samples matrix. mean should be a
193         single-row vector in this case.*/
194     COVAR_ROWS      = 8,
195     /** If the flag is
196         specified, all the input vectors are stored as columns of the samples matrix. mean should be a
197         single-column vector in this case.*/
198     COVAR_COLS      = 16
199 };
200
201 //! k-Means flags
202 enum KmeansFlags {
203     /** Select random initial centers in each attempt.*/
204     KMEANS_RANDOM_CENTERS     = 0,
205     /** Use kmeans++ center initialization by Arthur and Vassilvitskii [Arthur2007].*/
206     KMEANS_PP_CENTERS         = 2,
207     /** During the first (and possibly the only) attempt, use the
208         user-supplied labels instead of computing them from the initial centers. For the second and
209         further attempts, use the random or semi-random centers. Use one of KMEANS_\*_CENTERS flag
210         to specify the exact method.*/
211     KMEANS_USE_INITIAL_LABELS = 1
212 };
213
214 //! type of line
215 enum LineTypes {
216     FILLED  = -1,
217     LINE_4  = 4, //!< 4-connected line
218     LINE_8  = 8, //!< 8-connected line
219     LINE_AA = 16 //!< antialiased line
220 };
221
222 //! Only a subset of Hershey fonts
223 //! <http://sources.isc.org/utils/misc/hershey-font.txt> are supported
224 enum HersheyFonts {
225     FONT_HERSHEY_SIMPLEX        = 0, //!< normal size sans-serif font
226     FONT_HERSHEY_PLAIN          = 1, //!< small size sans-serif font
227     FONT_HERSHEY_DUPLEX         = 2, //!< normal size sans-serif font (more complex than FONT_HERSHEY_SIMPLEX)
228     FONT_HERSHEY_COMPLEX        = 3, //!< normal size serif font
229     FONT_HERSHEY_TRIPLEX        = 4, //!< normal size serif font (more complex than FONT_HERSHEY_COMPLEX)
230     FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL  = 5, //!< smaller version of FONT_HERSHEY_COMPLEX
231     FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX = 6, //!< hand-writing style font
232     FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX = 7, //!< more complex variant of FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX
233     FONT_ITALIC                 = 16 //!< flag for italic font
234 };
235
236 enum ReduceTypes { REDUCE_SUM = 0, //!< the output is the sum of all rows/columns of the matrix.
237                    REDUCE_AVG = 1, //!< the output is the mean vector of all rows/columns of the matrix.
238                    REDUCE_MAX = 2, //!< the output is the maximum (column/row-wise) of all rows/columns of the matrix.
239                    REDUCE_MIN = 3  //!< the output is the minimum (column/row-wise) of all rows/columns of the matrix.
240                  };
241
242
243 /** @brief Swaps two matrices
244 */
245 CV_EXPORTS void swap(Mat& a, Mat& b);
246 /** @overload */
247 CV_EXPORTS void swap( UMat& a, UMat& b );
248
249 //! @} core
250
251 //! @addtogroup core_array
252 //! @{
253
254 /** @brief Computes the source location of an extrapolated pixel.
255
256 The function computes and returns the coordinate of a donor pixel corresponding to the specified
257 extrapolated pixel when using the specified extrapolation border mode. For example, if you use
258 cv::BORDER_WRAP mode in the horizontal direction, cv::BORDER_REFLECT_101 in the vertical direction and
259 want to compute value of the "virtual" pixel Point(-5, 100) in a floating-point image img , it
260 looks like:
261 @code{.cpp}
262     float val = img.at<float>(borderInterpolate(100, img.rows, cv::BORDER_REFLECT_101),
263                               borderInterpolate(-5, img.cols, cv::BORDER_WRAP));
264 @endcode
265 Normally, the function is not called directly. It is used inside filtering functions and also in
266 copyMakeBorder.
267 @param p 0-based coordinate of the extrapolated pixel along one of the axes, likely \<0 or \>= len
268 @param len Length of the array along the corresponding axis.
269 @param borderType Border type, one of the cv::BorderTypes, except for cv::BORDER_TRANSPARENT and
270 cv::BORDER_ISOLATED . When borderType==cv::BORDER_CONSTANT , the function always returns -1, regardless
271 of p and len.
272
273 @sa copyMakeBorder
274 */
275 CV_EXPORTS_W int borderInterpolate(int p, int len, int borderType);
276
277 /** @example copyMakeBorder_demo.cpp
278 An example using copyMakeBorder function
279  */
280 /** @brief Forms a border around an image.
281
282 The function copies the source image into the middle of the destination image. The areas to the
283 left, to the right, above and below the copied source image will be filled with extrapolated
284 pixels. This is not what filtering functions based on it do (they extrapolate pixels on-fly), but
285 what other more complex functions, including your own, may do to simplify image boundary handling.
286
287 The function supports the mode when src is already in the middle of dst . In this case, the
288 function does not copy src itself but simply constructs the border, for example:
289
290 @code{.cpp}
291     // let border be the same in all directions
292     int border=2;
293     // constructs a larger image to fit both the image and the border
294     Mat gray_buf(rgb.rows + border*2, rgb.cols + border*2, rgb.depth());
295     // select the middle part of it w/o copying data
296     Mat gray(gray_canvas, Rect(border, border, rgb.cols, rgb.rows));
297     // convert image from RGB to grayscale
298     cvtColor(rgb, gray, COLOR_RGB2GRAY);
299     // form a border in-place
300     copyMakeBorder(gray, gray_buf, border, border,
301                    border, border, BORDER_REPLICATE);
302     // now do some custom filtering ...
303     ...
304 @endcode
305 @note When the source image is a part (ROI) of a bigger image, the function will try to use the
306 pixels outside of the ROI to form a border. To disable this feature and always do extrapolation, as
307 if src was not a ROI, use borderType | BORDER_ISOLATED.
308
309 @param src Source image.
310 @param dst Destination image of the same type as src and the size Size(src.cols+left+right,
311 src.rows+top+bottom) .
312 @param top
313 @param bottom
314 @param left
315 @param right Parameter specifying how many pixels in each direction from the source image rectangle
316 to extrapolate. For example, top=1, bottom=1, left=1, right=1 mean that 1 pixel-wide border needs
317 to be built.
318 @param borderType Border type. See borderInterpolate for details.
319 @param value Border value if borderType==BORDER_CONSTANT .
320
321 @sa  borderInterpolate
322 */
323 CV_EXPORTS_W void copyMakeBorder(InputArray src, OutputArray dst,
324                                  int top, int bottom, int left, int right,
325                                  int borderType, const Scalar& value = Scalar() );
326
327 /** @brief Calculates the per-element sum of two arrays or an array and a scalar.
328
329 The function add calculates:
330 - Sum of two arrays when both input arrays have the same size and the same number of channels:
331 \f[\texttt{dst}(I) =  \texttt{saturate} ( \texttt{src1}(I) +  \texttt{src2}(I)) \quad \texttt{if mask}(I) \ne0\f]
332 - Sum of an array and a scalar when src2 is constructed from Scalar or has the same number of
333 elements as `src1.channels()`:
334 \f[\texttt{dst}(I) =  \texttt{saturate} ( \texttt{src1}(I) +  \texttt{src2} ) \quad \texttt{if mask}(I) \ne0\f]
335 - Sum of a scalar and an array when src1 is constructed from Scalar or has the same number of
336 elements as `src2.channels()`:
337 \f[\texttt{dst}(I) =  \texttt{saturate} ( \texttt{src1} +  \texttt{src2}(I) ) \quad \texttt{if mask}(I) \ne0\f]
338 where `I` is a multi-dimensional index of array elements. In case of multi-channel arrays, each
339 channel is processed independently.
340
341 The first function in the list above can be replaced with matrix expressions:
342 @code{.cpp}
343     dst = src1 + src2;
344     dst += src1; // equivalent to add(dst, src1, dst);
345 @endcode
346 The input arrays and the output array can all have the same or different depths. For example, you
347 can add a 16-bit unsigned array to a 8-bit signed array and store the sum as a 32-bit
348 floating-point array. Depth of the output array is determined by the dtype parameter. In the second
349 and third cases above, as well as in the first case, when src1.depth() == src2.depth(), dtype can
350 be set to the default -1. In this case, the output array will have the same depth as the input
351 array, be it src1, src2 or both.
352 @note Saturation is not applied when the output array has the depth CV_32S. You may even get
353 result of an incorrect sign in the case of overflow.
354 @param src1 first input array or a scalar.
355 @param src2 second input array or a scalar.
356 @param dst output array that has the same size and number of channels as the input array(s); the
357 depth is defined by dtype or src1/src2.
358 @param mask optional operation mask - 8-bit single channel array, that specifies elements of the
359 output array to be changed.
360 @param dtype optional depth of the output array (see the discussion below).
361 @sa subtract, addWeighted, scaleAdd, Mat::convertTo
362 */
363 CV_EXPORTS_W void add(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst,
364                       InputArray mask = noArray(), int dtype = -1);
365
366 /** @brief Calculates the per-element difference between two arrays or array and a scalar.
367
368 The function subtract calculates:
369 - Difference between two arrays, when both input arrays have the same size and the same number of
370 channels:
371     \f[\texttt{dst}(I) =  \texttt{saturate} ( \texttt{src1}(I) -  \texttt{src2}(I)) \quad \texttt{if mask}(I) \ne0\f]
372 - Difference between an array and a scalar, when src2 is constructed from Scalar or has the same
373 number of elements as `src1.channels()`:
374     \f[\texttt{dst}(I) =  \texttt{saturate} ( \texttt{src1}(I) -  \texttt{src2} ) \quad \texttt{if mask}(I) \ne0\f]
375 - Difference between a scalar and an array, when src1 is constructed from Scalar or has the same
376 number of elements as `src2.channels()`:
377     \f[\texttt{dst}(I) =  \texttt{saturate} ( \texttt{src1} -  \texttt{src2}(I) ) \quad \texttt{if mask}(I) \ne0\f]
378 - The reverse difference between a scalar and an array in the case of `SubRS`:
379     \f[\texttt{dst}(I) =  \texttt{saturate} ( \texttt{src2} -  \texttt{src1}(I) ) \quad \texttt{if mask}(I) \ne0\f]
380 where I is a multi-dimensional index of array elements. In case of multi-channel arrays, each
381 channel is processed independently.
382
383 The first function in the list above can be replaced with matrix expressions:
384 @code{.cpp}
385     dst = src1 - src2;
386     dst -= src1; // equivalent to subtract(dst, src1, dst);
387 @endcode
388 The input arrays and the output array can all have the same or different depths. For example, you
389 can subtract to 8-bit unsigned arrays and store the difference in a 16-bit signed array. Depth of
390 the output array is determined by dtype parameter. In the second and third cases above, as well as
391 in the first case, when src1.depth() == src2.depth(), dtype can be set to the default -1. In this
392 case the output array will have the same depth as the input array, be it src1, src2 or both.
393 @note Saturation is not applied when the output array has the depth CV_32S. You may even get
394 result of an incorrect sign in the case of overflow.
395 @param src1 first input array or a scalar.
396 @param src2 second input array or a scalar.
397 @param dst output array of the same size and the same number of channels as the input array.
398 @param mask optional operation mask; this is an 8-bit single channel array that specifies elements
399 of the output array to be changed.
400 @param dtype optional depth of the output array
401 @sa  add, addWeighted, scaleAdd, Mat::convertTo
402   */
403 CV_EXPORTS_W void subtract(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst,
404                            InputArray mask = noArray(), int dtype = -1);
405
406
407 /** @brief Calculates the per-element scaled product of two arrays.
408
409 The function multiply calculates the per-element product of two arrays:
410
411 \f[\texttt{dst} (I)= \texttt{saturate} ( \texttt{scale} \cdot \texttt{src1} (I)  \cdot \texttt{src2} (I))\f]
412
413 There is also a @ref MatrixExpressions -friendly variant of the first function. See Mat::mul .
414
415 For a not-per-element matrix product, see gemm .
416
417 @note Saturation is not applied when the output array has the depth
418 CV_32S. You may even get result of an incorrect sign in the case of
419 overflow.
420 @param src1 first input array.
421 @param src2 second input array of the same size and the same type as src1.
422 @param dst output array of the same size and type as src1.
423 @param scale optional scale factor.
424 @param dtype optional depth of the output array
425 @sa add, subtract, divide, scaleAdd, addWeighted, accumulate, accumulateProduct, accumulateSquare,
426 Mat::convertTo
427 */
428 CV_EXPORTS_W void multiply(InputArray src1, InputArray src2,
429                            OutputArray dst, double scale = 1, int dtype = -1);
430
431 /** @brief Performs per-element division of two arrays or a scalar by an array.
432
433 The function cv::divide divides one array by another:
434 \f[\texttt{dst(I) = saturate(src1(I)*scale/src2(I))}\f]
435 or a scalar by an array when there is no src1 :
436 \f[\texttt{dst(I) = saturate(scale/src2(I))}\f]
437
438 When src2(I) is zero, dst(I) will also be zero. Different channels of
439 multi-channel arrays are processed independently.
440
441 @note Saturation is not applied when the output array has the depth CV_32S. You may even get
442 result of an incorrect sign in the case of overflow.
443 @param src1 first input array.
444 @param src2 second input array of the same size and type as src1.
445 @param scale scalar factor.
446 @param dst output array of the same size and type as src2.
447 @param dtype optional depth of the output array; if -1, dst will have depth src2.depth(), but in
448 case of an array-by-array division, you can only pass -1 when src1.depth()==src2.depth().
449 @sa  multiply, add, subtract
450 */
451 CV_EXPORTS_W void divide(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst,
452                          double scale = 1, int dtype = -1);
453
454 /** @overload */
455 CV_EXPORTS_W void divide(double scale, InputArray src2,
456                          OutputArray dst, int dtype = -1);
457
458 /** @brief Calculates the sum of a scaled array and another array.
459
460 The function scaleAdd is one of the classical primitive linear algebra operations, known as DAXPY
461 or SAXPY in [BLAS](http://en.wikipedia.org/wiki/Basic_Linear_Algebra_Subprograms). It calculates
462 the sum of a scaled array and another array:
463 \f[\texttt{dst} (I)= \texttt{scale} \cdot \texttt{src1} (I) +  \texttt{src2} (I)\f]
464 The function can also be emulated with a matrix expression, for example:
465 @code{.cpp}
466     Mat A(3, 3, CV_64F);
467     ...
468     A.row(0) = A.row(1)*2 + A.row(2);
469 @endcode
470 @param src1 first input array.
471 @param alpha scale factor for the first array.
472 @param src2 second input array of the same size and type as src1.
473 @param dst output array of the same size and type as src1.
474 @sa add, addWeighted, subtract, Mat::dot, Mat::convertTo
475 */
476 CV_EXPORTS_W void scaleAdd(InputArray src1, double alpha, InputArray src2, OutputArray dst);
477
478 /** @example AddingImagesTrackbar.cpp
479
480  */
481 /** @brief Calculates the weighted sum of two arrays.
482
483 The function addWeighted calculates the weighted sum of two arrays as follows:
484 \f[\texttt{dst} (I)= \texttt{saturate} ( \texttt{src1} (I)* \texttt{alpha} +  \texttt{src2} (I)* \texttt{beta} +  \texttt{gamma} )\f]
485 where I is a multi-dimensional index of array elements. In case of multi-channel arrays, each
486 channel is processed independently.
487 The function can be replaced with a matrix expression:
488 @code{.cpp}
489     dst = src1*alpha + src2*beta + gamma;
490 @endcode
491 @note Saturation is not applied when the output array has the depth CV_32S. You may even get
492 result of an incorrect sign in the case of overflow.
493 @param src1 first input array.
494 @param alpha weight of the first array elements.
495 @param src2 second input array of the same size and channel number as src1.
496 @param beta weight of the second array elements.
497 @param gamma scalar added to each sum.
498 @param dst output array that has the same size and number of channels as the input arrays.
499 @param dtype optional depth of the output array; when both input arrays have the same depth, dtype
500 can be set to -1, which will be equivalent to src1.depth().
501 @sa  add, subtract, scaleAdd, Mat::convertTo
502 */
503 CV_EXPORTS_W void addWeighted(InputArray src1, double alpha, InputArray src2,
504                               double beta, double gamma, OutputArray dst, int dtype = -1);
505
506 /** @brief Scales, calculates absolute values, and converts the result to 8-bit.
507
508 On each element of the input array, the function convertScaleAbs
509 performs three operations sequentially: scaling, taking an absolute
510 value, conversion to an unsigned 8-bit type:
511 \f[\texttt{dst} (I)= \texttt{saturate\_cast<uchar>} (| \texttt{src} (I)* \texttt{alpha} +  \texttt{beta} |)\f]
512 In case of multi-channel arrays, the function processes each channel
513 independently. When the output is not 8-bit, the operation can be
514 emulated by calling the Mat::convertTo method (or by using matrix
515 expressions) and then by calculating an absolute value of the result.
516 For example:
517 @code{.cpp}
518     Mat_<float> A(30,30);
519     randu(A, Scalar(-100), Scalar(100));
520     Mat_<float> B = A*5 + 3;
521     B = abs(B);
522     // Mat_<float> B = abs(A*5+3) will also do the job,
523     // but it will allocate a temporary matrix
524 @endcode
525 @param src input array.
526 @param dst output array.
527 @param alpha optional scale factor.
528 @param beta optional delta added to the scaled values.
529 @sa  Mat::convertTo, cv::abs(const Mat&)
530 */
531 CV_EXPORTS_W void convertScaleAbs(InputArray src, OutputArray dst,
532                                   double alpha = 1, double beta = 0);
533
534 /** @brief Converts an array to half precision floating number.
535
536 This function converts FP32 (single precision floating point) from/to FP16 (half precision floating point).  The input array has to have type of CV_32F or
537 CV_16S to represent the bit depth.  If the input array is neither of them, the function will raise an error.
538 The format of half precision floating point is defined in IEEE 754-2008.
539
540 @param src input array.
541 @param dst output array.
542 */
543 CV_EXPORTS_W void convertFp16(InputArray src, OutputArray dst);
544
545 /** @brief Performs a look-up table transform of an array.
546
547 The function LUT fills the output array with values from the look-up table. Indices of the entries
548 are taken from the input array. That is, the function processes each element of src as follows:
549 \f[\texttt{dst} (I)  \leftarrow \texttt{lut(src(I) + d)}\f]
550 where
551 \f[d =  \fork{0}{if \(\texttt{src}\) has depth \(\texttt{CV_8U}\)}{128}{if \(\texttt{src}\) has depth \(\texttt{CV_8S}\)}\f]
552 @param src input array of 8-bit elements.
553 @param lut look-up table of 256 elements; in case of multi-channel input array, the table should
554 either have a single channel (in this case the same table is used for all channels) or the same
555 number of channels as in the input array.
556 @param dst output array of the same size and number of channels as src, and the same depth as lut.
557 @sa  convertScaleAbs, Mat::convertTo
558 */
559 CV_EXPORTS_W void LUT(InputArray src, InputArray lut, OutputArray dst);
560
561 /** @brief Calculates the sum of array elements.
562
563 The function cv::sum calculates and returns the sum of array elements,
564 independently for each channel.
565 @param src input array that must have from 1 to 4 channels.
566 @sa  countNonZero, mean, meanStdDev, norm, minMaxLoc, reduce
567 */
568 CV_EXPORTS_AS(sumElems) Scalar sum(InputArray src);
569
570 /** @brief Counts non-zero array elements.
571
572 The function returns the number of non-zero elements in src :
573 \f[\sum _{I: \; \texttt{src} (I) \ne0 } 1\f]
574 @param src single-channel array.
575 @sa  mean, meanStdDev, norm, minMaxLoc, calcCovarMatrix
576 */
577 CV_EXPORTS_W int countNonZero( InputArray src );
578
579 /** @brief Returns the list of locations of non-zero pixels
580
581 Given a binary matrix (likely returned from an operation such
582 as threshold(), compare(), >, ==, etc, return all of
583 the non-zero indices as a cv::Mat or std::vector<cv::Point> (x,y)
584 For example:
585 @code{.cpp}
586     cv::Mat binaryImage; // input, binary image
587     cv::Mat locations;   // output, locations of non-zero pixels
588     cv::findNonZero(binaryImage, locations);
589
590     // access pixel coordinates
591     Point pnt = locations.at<Point>(i);
592 @endcode
593 or
594 @code{.cpp}
595     cv::Mat binaryImage; // input, binary image
596     vector<Point> locations;   // output, locations of non-zero pixels
597     cv::findNonZero(binaryImage, locations);
598
599     // access pixel coordinates
600     Point pnt = locations[i];
601 @endcode
602 @param src single-channel array (type CV_8UC1)
603 @param idx the output array, type of cv::Mat or std::vector<Point>, corresponding to non-zero indices in the input
604 */
605 CV_EXPORTS_W void findNonZero( InputArray src, OutputArray idx );
606
607 /** @brief Calculates an average (mean) of array elements.
608
609 The function cv::mean calculates the mean value M of array elements,
610 independently for each channel, and return it:
611 \f[\begin{array}{l} N =  \sum _{I: \; \texttt{mask} (I) \ne 0} 1 \\ M_c =  \left ( \sum _{I: \; \texttt{mask} (I) \ne 0}{ \texttt{mtx} (I)_c} \right )/N \end{array}\f]
612 When all the mask elements are 0's, the function returns Scalar::all(0)
613 @param src input array that should have from 1 to 4 channels so that the result can be stored in
614 Scalar_ .
615 @param mask optional operation mask.
616 @sa  countNonZero, meanStdDev, norm, minMaxLoc
617 */
618 CV_EXPORTS_W Scalar mean(InputArray src, InputArray mask = noArray());
619
620 /** Calculates a mean and standard deviation of array elements.
621
622 The function cv::meanStdDev calculates the mean and the standard deviation M
623 of array elements independently for each channel and returns it via the
624 output parameters:
625 \f[\begin{array}{l} N =  \sum _{I, \texttt{mask} (I)  \ne 0} 1 \\ \texttt{mean} _c =  \frac{\sum_{ I: \; \texttt{mask}(I) \ne 0} \texttt{src} (I)_c}{N} \\ \texttt{stddev} _c =  \sqrt{\frac{\sum_{ I: \; \texttt{mask}(I) \ne 0} \left ( \texttt{src} (I)_c -  \texttt{mean} _c \right )^2}{N}} \end{array}\f]
626 When all the mask elements are 0's, the function returns
627 mean=stddev=Scalar::all(0).
628 @note The calculated standard deviation is only the diagonal of the
629 complete normalized covariance matrix. If the full matrix is needed, you
630 can reshape the multi-channel array M x N to the single-channel array
631 M\*N x mtx.channels() (only possible when the matrix is continuous) and
632 then pass the matrix to calcCovarMatrix .
633 @param src input array that should have from 1 to 4 channels so that the results can be stored in
634 Scalar_ 's.
635 @param mean output parameter: calculated mean value.
636 @param stddev output parameter: calculated standard deviation.
637 @param mask optional operation mask.
638 @sa  countNonZero, mean, norm, minMaxLoc, calcCovarMatrix
639 */
640 CV_EXPORTS_W void meanStdDev(InputArray src, OutputArray mean, OutputArray stddev,
641                              InputArray mask=noArray());
642
643 /** @brief Calculates the  absolute norm of an array.
644
645 This version of cv::norm calculates the absolute norm of src1. The type of norm to calculate is specified using cv::NormTypes.
646
647 As example for one array consider the function \f$r(x)= \begin{pmatrix} x \\ 1-x \end{pmatrix}, x \in [-1;1]\f$.
648 The \f$ L_{1}, L_{2} \f$ and \f$ L_{\infty} \f$ norm for the sample value \f$r(-1) = \begin{pmatrix} -1 \\ 2 \end{pmatrix}\f$
649 is calculated as follows
650 \f{align*}
651     \| r(-1) \|_{L_1} &= |-1| + |2| = 3 \\
652     \| r(-1) \|_{L_2} &= \sqrt{(-1)^{2} + (2)^{2}} = \sqrt{5} \\
653     \| r(-1) \|_{L_\infty} &= \max(|-1|,|2|) = 2
654 \f}
655 and for \f$r(0.5) = \begin{pmatrix} 0.5 \\ 0.5 \end{pmatrix}\f$ the calculation is
656 \f{align*}
657     \| r(0.5) \|_{L_1} &= |0.5| + |0.5| = 1 \\
658     \| r(0.5) \|_{L_2} &= \sqrt{(0.5)^{2} + (0.5)^{2}} = \sqrt{0.5} \\
659     \| r(0.5) \|_{L_\infty} &= \max(|0.5|,|0.5|) = 0.5.
660 \f}
661 The following graphic shows all values for the three norm functions \f$\| r(x) \|_{L_1}, \| r(x) \|_{L_2}\f$ and \f$\| r(x) \|_{L_\infty}\f$.
662 It is notable that the \f$ L_{1} \f$ norm forms the upper and the \f$ L_{\infty} \f$ norm forms the lower border for the example function \f$ r(x) \f$.
663 ![Graphs for the different norm functions from the above example](pics/NormTypes_OneArray_1-2-INF.png)
664
665 When the mask parameter is specified and it is not empty, the norm is
666
667 If normType is not specified, NORM_L2 is used.
668 calculated only over the region specified by the mask.
669
670 Multi-channel input arrays are treated as single-channel arrays, that is,
671 the results for all channels are combined.
672
673 Hamming norms can only be calculated with CV_8U depth arrays.
674
675 @param src1 first input array.
676 @param normType type of the norm (see cv::NormTypes).
677 @param mask optional operation mask; it must have the same size as src1 and CV_8UC1 type.
678 */
679 CV_EXPORTS_W double norm(InputArray src1, int normType = NORM_L2, InputArray mask = noArray());
680
681 /** @brief Calculates an absolute difference norm or a relative difference norm.
682
683 This version of cv::norm calculates the absolute difference norm
684 or the relative difference norm of arrays src1 and src2.
685 The type of norm to calculate is specified using cv::NormTypes.
686
687 @param src1 first input array.
688 @param src2 second input array of the same size and the same type as src1.
689 @param normType type of the norm (cv::NormTypes).
690 @param mask optional operation mask; it must have the same size as src1 and CV_8UC1 type.
691 */
692 CV_EXPORTS_W double norm(InputArray src1, InputArray src2,
693                          int normType = NORM_L2, InputArray mask = noArray());
694 /** @overload
695 @param src first input array.
696 @param normType type of the norm (see cv::NormTypes).
697 */
698 CV_EXPORTS double norm( const SparseMat& src, int normType );
699
700 /** @brief Computes the Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) image quality metric.
701
702 This function calculates the Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) image quality metric in decibels (dB), between two input arrays src1 and src2. Arrays must have depth CV_8U.
703
704 The PSNR is calculated as follows:
705
706 \f[
707 \texttt{PSNR} = 10 \cdot \log_{10}{\left( \frac{R^2}{MSE} \right) }
708 \f]
709
710 where R is the maximum integer value of depth CV_8U (255) and MSE is the mean squared error between the two arrays.
711
712 @param src1 first input array.
713 @param src2 second input array of the same size as src1.
714
715   */
716 CV_EXPORTS_W double PSNR(InputArray src1, InputArray src2);
717
718 /** @brief naive nearest neighbor finder
719
720 see http://en.wikipedia.org/wiki/Nearest_neighbor_search
721 @todo document
722   */
723 CV_EXPORTS_W void batchDistance(InputArray src1, InputArray src2,
724                                 OutputArray dist, int dtype, OutputArray nidx,
725                                 int normType = NORM_L2, int K = 0,
726                                 InputArray mask = noArray(), int update = 0,
727                                 bool crosscheck = false);
728
729 /** @brief Normalizes the norm or value range of an array.
730
731 The function cv::normalize normalizes scale and shift the input array elements so that
732 \f[\| \texttt{dst} \| _{L_p}= \texttt{alpha}\f]
733 (where p=Inf, 1 or 2) when normType=NORM_INF, NORM_L1, or NORM_L2, respectively; or so that
734 \f[\min _I  \texttt{dst} (I)= \texttt{alpha} , \, \, \max _I  \texttt{dst} (I)= \texttt{beta}\f]
735
736 when normType=NORM_MINMAX (for dense arrays only). The optional mask specifies a sub-array to be
737 normalized. This means that the norm or min-n-max are calculated over the sub-array, and then this
738 sub-array is modified to be normalized. If you want to only use the mask to calculate the norm or
739 min-max but modify the whole array, you can use norm and Mat::convertTo.
740
741 In case of sparse matrices, only the non-zero values are analyzed and transformed. Because of this,
742 the range transformation for sparse matrices is not allowed since it can shift the zero level.
743
744 Possible usage with some positive example data:
745 @code{.cpp}
746     vector<double> positiveData = { 2.0, 8.0, 10.0 };
747     vector<double> normalizedData_l1, normalizedData_l2, normalizedData_inf, normalizedData_minmax;
748
749     // Norm to probability (total count)
750     // sum(numbers) = 20.0
751     // 2.0      0.1     (2.0/20.0)
752     // 8.0      0.4     (8.0/20.0)
753     // 10.0     0.5     (10.0/20.0)
754     normalize(positiveData, normalizedData_l1, 1.0, 0.0, NORM_L1);
755
756     // Norm to unit vector: ||positiveData|| = 1.0
757     // 2.0      0.15
758     // 8.0      0.62
759     // 10.0     0.77
760     normalize(positiveData, normalizedData_l2, 1.0, 0.0, NORM_L2);
761
762     // Norm to max element
763     // 2.0      0.2     (2.0/10.0)
764     // 8.0      0.8     (8.0/10.0)
765     // 10.0     1.0     (10.0/10.0)
766     normalize(positiveData, normalizedData_inf, 1.0, 0.0, NORM_INF);
767
768     // Norm to range [0.0;1.0]
769     // 2.0      0.0     (shift to left border)
770     // 8.0      0.75    (6.0/8.0)
771     // 10.0     1.0     (shift to right border)
772     normalize(positiveData, normalizedData_minmax, 1.0, 0.0, NORM_MINMAX);
773 @endcode
774
775 @param src input array.
776 @param dst output array of the same size as src .
777 @param alpha norm value to normalize to or the lower range boundary in case of the range
778 normalization.
779 @param beta upper range boundary in case of the range normalization; it is not used for the norm
780 normalization.
781 @param norm_type normalization type (see cv::NormTypes).
782 @param dtype when negative, the output array has the same type as src; otherwise, it has the same
783 number of channels as src and the depth =CV_MAT_DEPTH(dtype).
784 @param mask optional operation mask.
785 @sa norm, Mat::convertTo, SparseMat::convertTo
786 */
787 CV_EXPORTS_W void normalize( InputArray src, InputOutputArray dst, double alpha = 1, double beta = 0,
788                              int norm_type = NORM_L2, int dtype = -1, InputArray mask = noArray());
789
790 /** @overload
791 @param src input array.
792 @param dst output array of the same size as src .
793 @param alpha norm value to normalize to or the lower range boundary in case of the range
794 normalization.
795 @param normType normalization type (see cv::NormTypes).
796 */
797 CV_EXPORTS void normalize( const SparseMat& src, SparseMat& dst, double alpha, int normType );
798
799 /** @brief Finds the global minimum and maximum in an array.
800
801 The function cv::minMaxLoc finds the minimum and maximum element values and their positions. The
802 extremums are searched across the whole array or, if mask is not an empty array, in the specified
803 array region.
804
805 The function do not work with multi-channel arrays. If you need to find minimum or maximum
806 elements across all the channels, use Mat::reshape first to reinterpret the array as
807 single-channel. Or you may extract the particular channel using either extractImageCOI , or
808 mixChannels , or split .
809 @param src input single-channel array.
810 @param minVal pointer to the returned minimum value; NULL is used if not required.
811 @param maxVal pointer to the returned maximum value; NULL is used if not required.
812 @param minLoc pointer to the returned minimum location (in 2D case); NULL is used if not required.
813 @param maxLoc pointer to the returned maximum location (in 2D case); NULL is used if not required.
814 @param mask optional mask used to select a sub-array.
815 @sa max, min, compare, inRange, extractImageCOI, mixChannels, split, Mat::reshape
816 */
817 CV_EXPORTS_W void minMaxLoc(InputArray src, CV_OUT double* minVal,
818                             CV_OUT double* maxVal = 0, CV_OUT Point* minLoc = 0,
819                             CV_OUT Point* maxLoc = 0, InputArray mask = noArray());
820
821
822 /** @brief Finds the global minimum and maximum in an array
823
824 The function cv::minMaxIdx finds the minimum and maximum element values and their positions. The
825 extremums are searched across the whole array or, if mask is not an empty array, in the specified
826 array region. The function does not work with multi-channel arrays. If you need to find minimum or
827 maximum elements across all the channels, use Mat::reshape first to reinterpret the array as
828 single-channel. Or you may extract the particular channel using either extractImageCOI , or
829 mixChannels , or split . In case of a sparse matrix, the minimum is found among non-zero elements
830 only.
831 @note When minIdx is not NULL, it must have at least 2 elements (as well as maxIdx), even if src is
832 a single-row or single-column matrix. In OpenCV (following MATLAB) each array has at least 2
833 dimensions, i.e. single-column matrix is Mx1 matrix (and therefore minIdx/maxIdx will be
834 (i1,0)/(i2,0)) and single-row matrix is 1xN matrix (and therefore minIdx/maxIdx will be
835 (0,j1)/(0,j2)).
836 @param src input single-channel array.
837 @param minVal pointer to the returned minimum value; NULL is used if not required.
838 @param maxVal pointer to the returned maximum value; NULL is used if not required.
839 @param minIdx pointer to the returned minimum location (in nD case); NULL is used if not required;
840 Otherwise, it must point to an array of src.dims elements, the coordinates of the minimum element
841 in each dimension are stored there sequentially.
842 @param maxIdx pointer to the returned maximum location (in nD case). NULL is used if not required.
843 @param mask specified array region
844 */
845 CV_EXPORTS void minMaxIdx(InputArray src, double* minVal, double* maxVal = 0,
846                           int* minIdx = 0, int* maxIdx = 0, InputArray mask = noArray());
847
848 /** @overload
849 @param a input single-channel array.
850 @param minVal pointer to the returned minimum value; NULL is used if not required.
851 @param maxVal pointer to the returned maximum value; NULL is used if not required.
852 @param minIdx pointer to the returned minimum location (in nD case); NULL is used if not required;
853 Otherwise, it must point to an array of src.dims elements, the coordinates of the minimum element
854 in each dimension are stored there sequentially.
855 @param maxIdx pointer to the returned maximum location (in nD case). NULL is used if not required.
856 */
857 CV_EXPORTS void minMaxLoc(const SparseMat& a, double* minVal,
858                           double* maxVal, int* minIdx = 0, int* maxIdx = 0);
859
860 /** @brief Reduces a matrix to a vector.
861
862 The function cv::reduce reduces the matrix to a vector by treating the matrix rows/columns as a set of
863 1D vectors and performing the specified operation on the vectors until a single row/column is
864 obtained. For example, the function can be used to compute horizontal and vertical projections of a
865 raster image. In case of REDUCE_MAX and REDUCE_MIN , the output image should have the same type as the source one.
866 In case of REDUCE_SUM and REDUCE_AVG , the output may have a larger element bit-depth to preserve accuracy.
867 And multi-channel arrays are also supported in these two reduction modes.
868
869 The following code demonstrates its usage for a single channel matrix.
870 @snippet snippets/core_reduce.cpp example
871
872 And the following code demonstrates its usage for a two-channel matrix.
873 @snippet snippets/core_reduce.cpp example2
874
875 @param src input 2D matrix.
876 @param dst output vector. Its size and type is defined by dim and dtype parameters.
877 @param dim dimension index along which the matrix is reduced. 0 means that the matrix is reduced to
878 a single row. 1 means that the matrix is reduced to a single column.
879 @param rtype reduction operation that could be one of cv::ReduceTypes
880 @param dtype when negative, the output vector will have the same type as the input matrix,
881 otherwise, its type will be CV_MAKE_TYPE(CV_MAT_DEPTH(dtype), src.channels()).
882 @sa repeat
883 */
884 CV_EXPORTS_W void reduce(InputArray src, OutputArray dst, int dim, int rtype, int dtype = -1);
885
886 /** @brief Creates one multi-channel array out of several single-channel ones.
887
888 The function cv::merge merges several arrays to make a single multi-channel array. That is, each
889 element of the output array will be a concatenation of the elements of the input arrays, where
890 elements of i-th input array are treated as mv[i].channels()-element vectors.
891
892 The function cv::split does the reverse operation. If you need to shuffle channels in some other
893 advanced way, use cv::mixChannels.
894
895 The following example shows how to merge 3 single channel matrices into a single 3-channel matrix.
896 @snippet snippets/core_merge.cpp example
897
898 @param mv input array of matrices to be merged; all the matrices in mv must have the same
899 size and the same depth.
900 @param count number of input matrices when mv is a plain C array; it must be greater than zero.
901 @param dst output array of the same size and the same depth as mv[0]; The number of channels will
902 be equal to the parameter count.
903 @sa  mixChannels, split, Mat::reshape
904 */
905 CV_EXPORTS void merge(const Mat* mv, size_t count, OutputArray dst);
906
907 /** @overload
908 @param mv input vector of matrices to be merged; all the matrices in mv must have the same
909 size and the same depth.
910 @param dst output array of the same size and the same depth as mv[0]; The number of channels will
911 be the total number of channels in the matrix array.
912   */
913 CV_EXPORTS_W void merge(InputArrayOfArrays mv, OutputArray dst);
914
915 /** @brief Divides a multi-channel array into several single-channel arrays.
916
917 The function cv::split splits a multi-channel array into separate single-channel arrays:
918 \f[\texttt{mv} [c](I) =  \texttt{src} (I)_c\f]
919 If you need to extract a single channel or do some other sophisticated channel permutation, use
920 mixChannels .
921
922 The following example demonstrates how to split a 3-channel matrix into 3 single channel matrices.
923 @snippet snippets/core_split.cpp example
924
925 @param src input multi-channel array.
926 @param mvbegin output array; the number of arrays must match src.channels(); the arrays themselves are
927 reallocated, if needed.
928 @sa merge, mixChannels, cvtColor
929 */
930 CV_EXPORTS void split(const Mat& src, Mat* mvbegin);
931
932 /** @overload
933 @param m input multi-channel array.
934 @param mv output vector of arrays; the arrays themselves are reallocated, if needed.
935 */
936 CV_EXPORTS_W void split(InputArray m, OutputArrayOfArrays mv);
937
938 /** @brief Copies specified channels from input arrays to the specified channels of
939 output arrays.
940
941 The function cv::mixChannels provides an advanced mechanism for shuffling image channels.
942
943 cv::split,cv::merge,cv::extractChannel,cv::insertChannel and some forms of cv::cvtColor are partial cases of cv::mixChannels.
944
945 In the example below, the code splits a 4-channel BGRA image into a 3-channel BGR (with B and R
946 channels swapped) and a separate alpha-channel image:
947 @code{.cpp}
948     Mat bgra( 100, 100, CV_8UC4, Scalar(255,0,0,255) );
949     Mat bgr( bgra.rows, bgra.cols, CV_8UC3 );
950     Mat alpha( bgra.rows, bgra.cols, CV_8UC1 );
951
952     // forming an array of matrices is a quite efficient operation,
953     // because the matrix data is not copied, only the headers
954     Mat out[] = { bgr, alpha };
955     // bgra[0] -> bgr[2], bgra[1] -> bgr[1],
956     // bgra[2] -> bgr[0], bgra[3] -> alpha[0]
957     int from_to[] = { 0,2, 1,1, 2,0, 3,3 };
958     mixChannels( &bgra, 1, out, 2, from_to, 4 );
959 @endcode
960 @note Unlike many other new-style C++ functions in OpenCV (see the introduction section and
961 Mat::create ), cv::mixChannels requires the output arrays to be pre-allocated before calling the
962 function.
963 @param src input array or vector of matrices; all of the matrices must have the same size and the
964 same depth.
965 @param nsrcs number of matrices in `src`.
966 @param dst output array or vector of matrices; all the matrices **must be allocated**; their size and
967 depth must be the same as in `src[0]`.
968 @param ndsts number of matrices in `dst`.
969 @param fromTo array of index pairs specifying which channels are copied and where; fromTo[k\*2] is
970 a 0-based index of the input channel in src, fromTo[k\*2+1] is an index of the output channel in
971 dst; the continuous channel numbering is used: the first input image channels are indexed from 0 to
972 src[0].channels()-1, the second input image channels are indexed from src[0].channels() to
973 src[0].channels() + src[1].channels()-1, and so on, the same scheme is used for the output image
974 channels; as a special case, when fromTo[k\*2] is negative, the corresponding output channel is
975 filled with zero .
976 @param npairs number of index pairs in `fromTo`.
977 @sa split, merge, extractChannel, insertChannel, cvtColor
978 */
979 CV_EXPORTS void mixChannels(const Mat* src, size_t nsrcs, Mat* dst, size_t ndsts,
980                             const int* fromTo, size_t npairs);
981
982 /** @overload
983 @param src input array or vector of matrices; all of the matrices must have the same size and the
984 same depth.
985 @param dst output array or vector of matrices; all the matrices **must be allocated**; their size and
986 depth must be the same as in src[0].
987 @param fromTo array of index pairs specifying which channels are copied and where; fromTo[k\*2] is
988 a 0-based index of the input channel in src, fromTo[k\*2+1] is an index of the output channel in
989 dst; the continuous channel numbering is used: the first input image channels are indexed from 0 to
990 src[0].channels()-1, the second input image channels are indexed from src[0].channels() to
991 src[0].channels() + src[1].channels()-1, and so on, the same scheme is used for the output image
992 channels; as a special case, when fromTo[k\*2] is negative, the corresponding output channel is
993 filled with zero .
994 @param npairs number of index pairs in fromTo.
995 */
996 CV_EXPORTS void mixChannels(InputArrayOfArrays src, InputOutputArrayOfArrays dst,
997                             const int* fromTo, size_t npairs);
998
999 /** @overload
1000 @param src input array or vector of matrices; all of the matrices must have the same size and the
1001 same depth.
1002 @param dst output array or vector of matrices; all the matrices **must be allocated**; their size and
1003 depth must be the same as in src[0].
1004 @param fromTo array of index pairs specifying which channels are copied and where; fromTo[k\*2] is
1005 a 0-based index of the input channel in src, fromTo[k\*2+1] is an index of the output channel in
1006 dst; the continuous channel numbering is used: the first input image channels are indexed from 0 to
1007 src[0].channels()-1, the second input image channels are indexed from src[0].channels() to
1008 src[0].channels() + src[1].channels()-1, and so on, the same scheme is used for the output image
1009 channels; as a special case, when fromTo[k\*2] is negative, the corresponding output channel is
1010 filled with zero .
1011 */
1012 CV_EXPORTS_W void mixChannels(InputArrayOfArrays src, InputOutputArrayOfArrays dst,
1013                               const std::vector<int>& fromTo);
1014
1015 /** @brief Extracts a single channel from src (coi is 0-based index)
1016 @param src input array
1017 @param dst output array
1018 @param coi index of channel to extract
1019 @sa mixChannels, split
1020 */
1021 CV_EXPORTS_W void extractChannel(InputArray src, OutputArray dst, int coi);
1022
1023 /** @brief Inserts a single channel to dst (coi is 0-based index)
1024 @param src input array
1025 @param dst output array
1026 @param coi index of channel for insertion
1027 @sa mixChannels, merge
1028 */
1029 CV_EXPORTS_W void insertChannel(InputArray src, InputOutputArray dst, int coi);
1030
1031 /** @brief Flips a 2D array around vertical, horizontal, or both axes.
1032
1033 The function cv::flip flips the array in one of three different ways (row
1034 and column indices are 0-based):
1035 \f[\texttt{dst} _{ij} =
1036 \left\{
1037 \begin{array}{l l}
1038 \texttt{src} _{\texttt{src.rows}-i-1,j} & if\;  \texttt{flipCode} = 0 \\
1039 \texttt{src} _{i, \texttt{src.cols} -j-1} & if\;  \texttt{flipCode} > 0 \\
1040 \texttt{src} _{ \texttt{src.rows} -i-1, \texttt{src.cols} -j-1} & if\; \texttt{flipCode} < 0 \\
1041 \end{array}
1042 \right.\f]
1043 The example scenarios of using the function are the following:
1044 *   Vertical flipping of the image (flipCode == 0) to switch between
1045     top-left and bottom-left image origin. This is a typical operation
1046     in video processing on Microsoft Windows\* OS.
1047 *   Horizontal flipping of the image with the subsequent horizontal
1048     shift and absolute difference calculation to check for a
1049     vertical-axis symmetry (flipCode \> 0).
1050 *   Simultaneous horizontal and vertical flipping of the image with
1051     the subsequent shift and absolute difference calculation to check
1052     for a central symmetry (flipCode \< 0).
1053 *   Reversing the order of point arrays (flipCode \> 0 or
1054     flipCode == 0).
1055 @param src input array.
1056 @param dst output array of the same size and type as src.
1057 @param flipCode a flag to specify how to flip the array; 0 means
1058 flipping around the x-axis and positive value (for example, 1) means
1059 flipping around y-axis. Negative value (for example, -1) means flipping
1060 around both axes.
1061 @sa transpose , repeat , completeSymm
1062 */
1063 CV_EXPORTS_W void flip(InputArray src, OutputArray dst, int flipCode);
1064
1065 enum RotateFlags {
1066     ROTATE_90_CLOCKWISE = 0, //Rotate 90 degrees clockwise
1067     ROTATE_180 = 1, //Rotate 180 degrees clockwise
1068     ROTATE_90_COUNTERCLOCKWISE = 2, //Rotate 270 degrees clockwise
1069 };
1070 /** @brief Rotates a 2D array in multiples of 90 degrees.
1071 The function rotate rotates the array in one of three different ways:
1072 *   Rotate by 90 degrees clockwise (rotateCode = ROTATE_90).
1073 *   Rotate by 180 degrees clockwise (rotateCode = ROTATE_180).
1074 *   Rotate by 270 degrees clockwise (rotateCode = ROTATE_270).
1075 @param src input array.
1076 @param dst output array of the same type as src.  The size is the same with ROTATE_180,
1077 and the rows and cols are switched for ROTATE_90 and ROTATE_270.
1078 @param rotateCode an enum to specify how to rotate the array; see the enum RotateFlags
1079 @sa transpose , repeat , completeSymm, flip, RotateFlags
1080 */
1081 CV_EXPORTS_W void rotate(InputArray src, OutputArray dst, int rotateCode);
1082
1083 /** @brief Fills the output array with repeated copies of the input array.
1084
1085 The function cv::repeat duplicates the input array one or more times along each of the two axes:
1086 \f[\texttt{dst} _{ij}= \texttt{src} _{i\mod src.rows, \; j\mod src.cols }\f]
1087 The second variant of the function is more convenient to use with @ref MatrixExpressions.
1088 @param src input array to replicate.
1089 @param ny Flag to specify how many times the `src` is repeated along the
1090 vertical axis.
1091 @param nx Flag to specify how many times the `src` is repeated along the
1092 horizontal axis.
1093 @param dst output array of the same type as `src`.
1094 @sa cv::reduce
1095 */
1096 CV_EXPORTS_W void repeat(InputArray src, int ny, int nx, OutputArray dst);
1097
1098 /** @overload
1099 @param src input array to replicate.
1100 @param ny Flag to specify how many times the `src` is repeated along the
1101 vertical axis.
1102 @param nx Flag to specify how many times the `src` is repeated along the
1103 horizontal axis.
1104   */
1105 CV_EXPORTS Mat repeat(const Mat& src, int ny, int nx);
1106
1107 /** @brief Applies horizontal concatenation to given matrices.
1108
1109 The function horizontally concatenates two or more cv::Mat matrices (with the same number of rows).
1110 @code{.cpp}
1111     cv::Mat matArray[] = { cv::Mat(4, 1, CV_8UC1, cv::Scalar(1)),
1112                            cv::Mat(4, 1, CV_8UC1, cv::Scalar(2)),
1113                            cv::Mat(4, 1, CV_8UC1, cv::Scalar(3)),};
1114
1115     cv::Mat out;
1116     cv::hconcat( matArray, 3, out );
1117     //out:
1118     //[1, 2, 3;
1119     // 1, 2, 3;
1120     // 1, 2, 3;
1121     // 1, 2, 3]
1122 @endcode
1123 @param src input array or vector of matrices. all of the matrices must have the same number of rows and the same depth.
1124 @param nsrc number of matrices in src.
1125 @param dst output array. It has the same number of rows and depth as the src, and the sum of cols of the src.
1126 @sa cv::vconcat(const Mat*, size_t, OutputArray), @sa cv::vconcat(InputArrayOfArrays, OutputArray) and @sa cv::vconcat(InputArray, InputArray, OutputArray)
1127 */
1128 CV_EXPORTS void hconcat(const Mat* src, size_t nsrc, OutputArray dst);
1129 /** @overload
1130  @code{.cpp}
1131     cv::Mat_<float> A = (cv::Mat_<float>(3, 2) << 1, 4,
1132                                                   2, 5,
1133                                                   3, 6);
1134     cv::Mat_<float> B = (cv::Mat_<float>(3, 2) << 7, 10,
1135                                                   8, 11,
1136                                                   9, 12);
1137
1138     cv::Mat C;
1139     cv::hconcat(A, B, C);
1140     //C:
1141     //[1, 4, 7, 10;
1142     // 2, 5, 8, 11;
1143     // 3, 6, 9, 12]
1144  @endcode
1145  @param src1 first input array to be considered for horizontal concatenation.
1146  @param src2 second input array to be considered for horizontal concatenation.
1147  @param dst output array. It has the same number of rows and depth as the src1 and src2, and the sum of cols of the src1 and src2.
1148  */
1149 CV_EXPORTS void hconcat(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst);
1150 /** @overload
1151  @code{.cpp}
1152     std::vector<cv::Mat> matrices = { cv::Mat(4, 1, CV_8UC1, cv::Scalar(1)),
1153                                       cv::Mat(4, 1, CV_8UC1, cv::Scalar(2)),
1154                                       cv::Mat(4, 1, CV_8UC1, cv::Scalar(3)),};
1155
1156     cv::Mat out;
1157     cv::hconcat( matrices, out );
1158     //out:
1159     //[1, 2, 3;
1160     // 1, 2, 3;
1161     // 1, 2, 3;
1162     // 1, 2, 3]
1163  @endcode
1164  @param src input array or vector of matrices. all of the matrices must have the same number of rows and the same depth.
1165  @param dst output array. It has the same number of rows and depth as the src, and the sum of cols of the src.
1166 same depth.
1167  */
1168 CV_EXPORTS_W void hconcat(InputArrayOfArrays src, OutputArray dst);
1169
1170 /** @brief Applies vertical concatenation to given matrices.
1171
1172 The function vertically concatenates two or more cv::Mat matrices (with the same number of cols).
1173 @code{.cpp}
1174     cv::Mat matArray[] = { cv::Mat(1, 4, CV_8UC1, cv::Scalar(1)),
1175                            cv::Mat(1, 4, CV_8UC1, cv::Scalar(2)),
1176                            cv::Mat(1, 4, CV_8UC1, cv::Scalar(3)),};
1177
1178     cv::Mat out;
1179     cv::vconcat( matArray, 3, out );
1180     //out:
1181     //[1,   1,   1,   1;
1182     // 2,   2,   2,   2;
1183     // 3,   3,   3,   3]
1184 @endcode
1185 @param src input array or vector of matrices. all of the matrices must have the same number of cols and the same depth.
1186 @param nsrc number of matrices in src.
1187 @param dst output array. It has the same number of cols and depth as the src, and the sum of rows of the src.
1188 @sa cv::hconcat(const Mat*, size_t, OutputArray), @sa cv::hconcat(InputArrayOfArrays, OutputArray) and @sa cv::hconcat(InputArray, InputArray, OutputArray)
1189 */
1190 CV_EXPORTS void vconcat(const Mat* src, size_t nsrc, OutputArray dst);
1191 /** @overload
1192  @code{.cpp}
1193     cv::Mat_<float> A = (cv::Mat_<float>(3, 2) << 1, 7,
1194                                                   2, 8,
1195                                                   3, 9);
1196     cv::Mat_<float> B = (cv::Mat_<float>(3, 2) << 4, 10,
1197                                                   5, 11,
1198                                                   6, 12);
1199
1200     cv::Mat C;
1201     cv::vconcat(A, B, C);
1202     //C:
1203     //[1, 7;
1204     // 2, 8;
1205     // 3, 9;
1206     // 4, 10;
1207     // 5, 11;
1208     // 6, 12]
1209  @endcode
1210  @param src1 first input array to be considered for vertical concatenation.
1211  @param src2 second input array to be considered for vertical concatenation.
1212  @param dst output array. It has the same number of cols and depth as the src1 and src2, and the sum of rows of the src1 and src2.
1213  */
1214 CV_EXPORTS void vconcat(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst);
1215 /** @overload
1216  @code{.cpp}
1217     std::vector<cv::Mat> matrices = { cv::Mat(1, 4, CV_8UC1, cv::Scalar(1)),
1218                                       cv::Mat(1, 4, CV_8UC1, cv::Scalar(2)),
1219                                       cv::Mat(1, 4, CV_8UC1, cv::Scalar(3)),};
1220
1221     cv::Mat out;
1222     cv::vconcat( matrices, out );
1223     //out:
1224     //[1,   1,   1,   1;
1225     // 2,   2,   2,   2;
1226     // 3,   3,   3,   3]
1227  @endcode
1228  @param src input array or vector of matrices. all of the matrices must have the same number of cols and the same depth
1229  @param dst output array. It has the same number of cols and depth as the src, and the sum of rows of the src.
1230 same depth.
1231  */
1232 CV_EXPORTS_W void vconcat(InputArrayOfArrays src, OutputArray dst);
1233
1234 /** @brief computes bitwise conjunction of the two arrays (dst = src1 & src2)
1235 Calculates the per-element bit-wise conjunction of two arrays or an
1236 array and a scalar.
1237
1238 The function cv::bitwise_and calculates the per-element bit-wise logical conjunction for:
1239 *   Two arrays when src1 and src2 have the same size:
1240     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1} (I)  \wedge \texttt{src2} (I) \quad \texttt{if mask} (I) \ne0\f]
1241 *   An array and a scalar when src2 is constructed from Scalar or has
1242     the same number of elements as `src1.channels()`:
1243     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1} (I)  \wedge \texttt{src2} \quad \texttt{if mask} (I) \ne0\f]
1244 *   A scalar and an array when src1 is constructed from Scalar or has
1245     the same number of elements as `src2.channels()`:
1246     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1}  \wedge \texttt{src2} (I) \quad \texttt{if mask} (I) \ne0\f]
1247 In case of floating-point arrays, their machine-specific bit
1248 representations (usually IEEE754-compliant) are used for the operation.
1249 In case of multi-channel arrays, each channel is processed
1250 independently. In the second and third cases above, the scalar is first
1251 converted to the array type.
1252 @param src1 first input array or a scalar.
1253 @param src2 second input array or a scalar.
1254 @param dst output array that has the same size and type as the input
1255 arrays.
1256 @param mask optional operation mask, 8-bit single channel array, that
1257 specifies elements of the output array to be changed.
1258 */
1259 CV_EXPORTS_W void bitwise_and(InputArray src1, InputArray src2,
1260                               OutputArray dst, InputArray mask = noArray());
1261
1262 /** @brief Calculates the per-element bit-wise disjunction of two arrays or an
1263 array and a scalar.
1264
1265 The function cv::bitwise_or calculates the per-element bit-wise logical disjunction for:
1266 *   Two arrays when src1 and src2 have the same size:
1267     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1} (I)  \vee \texttt{src2} (I) \quad \texttt{if mask} (I) \ne0\f]
1268 *   An array and a scalar when src2 is constructed from Scalar or has
1269     the same number of elements as `src1.channels()`:
1270     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1} (I)  \vee \texttt{src2} \quad \texttt{if mask} (I) \ne0\f]
1271 *   A scalar and an array when src1 is constructed from Scalar or has
1272     the same number of elements as `src2.channels()`:
1273     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1}  \vee \texttt{src2} (I) \quad \texttt{if mask} (I) \ne0\f]
1274 In case of floating-point arrays, their machine-specific bit
1275 representations (usually IEEE754-compliant) are used for the operation.
1276 In case of multi-channel arrays, each channel is processed
1277 independently. In the second and third cases above, the scalar is first
1278 converted to the array type.
1279 @param src1 first input array or a scalar.
1280 @param src2 second input array or a scalar.
1281 @param dst output array that has the same size and type as the input
1282 arrays.
1283 @param mask optional operation mask, 8-bit single channel array, that
1284 specifies elements of the output array to be changed.
1285 */
1286 CV_EXPORTS_W void bitwise_or(InputArray src1, InputArray src2,
1287                              OutputArray dst, InputArray mask = noArray());
1288
1289 /** @brief Calculates the per-element bit-wise "exclusive or" operation on two
1290 arrays or an array and a scalar.
1291
1292 The function cv::bitwise_xor calculates the per-element bit-wise logical "exclusive-or"
1293 operation for:
1294 *   Two arrays when src1 and src2 have the same size:
1295     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1} (I)  \oplus \texttt{src2} (I) \quad \texttt{if mask} (I) \ne0\f]
1296 *   An array and a scalar when src2 is constructed from Scalar or has
1297     the same number of elements as `src1.channels()`:
1298     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1} (I)  \oplus \texttt{src2} \quad \texttt{if mask} (I) \ne0\f]
1299 *   A scalar and an array when src1 is constructed from Scalar or has
1300     the same number of elements as `src2.channels()`:
1301     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1}  \oplus \texttt{src2} (I) \quad \texttt{if mask} (I) \ne0\f]
1302 In case of floating-point arrays, their machine-specific bit
1303 representations (usually IEEE754-compliant) are used for the operation.
1304 In case of multi-channel arrays, each channel is processed
1305 independently. In the 2nd and 3rd cases above, the scalar is first
1306 converted to the array type.
1307 @param src1 first input array or a scalar.
1308 @param src2 second input array or a scalar.
1309 @param dst output array that has the same size and type as the input
1310 arrays.
1311 @param mask optional operation mask, 8-bit single channel array, that
1312 specifies elements of the output array to be changed.
1313 */
1314 CV_EXPORTS_W void bitwise_xor(InputArray src1, InputArray src2,
1315                               OutputArray dst, InputArray mask = noArray());
1316
1317 /** @brief  Inverts every bit of an array.
1318
1319 The function cv::bitwise_not calculates per-element bit-wise inversion of the input
1320 array:
1321 \f[\texttt{dst} (I) =  \neg \texttt{src} (I)\f]
1322 In case of a floating-point input array, its machine-specific bit
1323 representation (usually IEEE754-compliant) is used for the operation. In
1324 case of multi-channel arrays, each channel is processed independently.
1325 @param src input array.
1326 @param dst output array that has the same size and type as the input
1327 array.
1328 @param mask optional operation mask, 8-bit single channel array, that
1329 specifies elements of the output array to be changed.
1330 */
1331 CV_EXPORTS_W void bitwise_not(InputArray src, OutputArray dst,
1332                               InputArray mask = noArray());
1333
1334 /** @brief Calculates the per-element absolute difference between two arrays or between an array and a scalar.
1335
1336 The function cv::absdiff calculates:
1337 *   Absolute difference between two arrays when they have the same
1338     size and type:
1339     \f[\texttt{dst}(I) =  \texttt{saturate} (| \texttt{src1}(I) -  \texttt{src2}(I)|)\f]
1340 *   Absolute difference between an array and a scalar when the second
1341     array is constructed from Scalar or has as many elements as the
1342     number of channels in `src1`:
1343     \f[\texttt{dst}(I) =  \texttt{saturate} (| \texttt{src1}(I) -  \texttt{src2} |)\f]
1344 *   Absolute difference between a scalar and an array when the first
1345     array is constructed from Scalar or has as many elements as the
1346     number of channels in `src2`:
1347     \f[\texttt{dst}(I) =  \texttt{saturate} (| \texttt{src1} -  \texttt{src2}(I) |)\f]
1348     where I is a multi-dimensional index of array elements. In case of
1349     multi-channel arrays, each channel is processed independently.
1350 @note Saturation is not applied when the arrays have the depth CV_32S.
1351 You may even get a negative value in the case of overflow.
1352 @param src1 first input array or a scalar.
1353 @param src2 second input array or a scalar.
1354 @param dst output array that has the same size and type as input arrays.
1355 @sa cv::abs(const Mat&)
1356 */
1357 CV_EXPORTS_W void absdiff(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst);
1358
1359 /** @brief  Checks if array elements lie between the elements of two other arrays.
1360
1361 The function checks the range as follows:
1362 -   For every element of a single-channel input array:
1363     \f[\texttt{dst} (I)= \texttt{lowerb} (I)_0  \leq \texttt{src} (I)_0 \leq  \texttt{upperb} (I)_0\f]
1364 -   For two-channel arrays:
1365     \f[\texttt{dst} (I)= \texttt{lowerb} (I)_0  \leq \texttt{src} (I)_0 \leq  \texttt{upperb} (I)_0  \land \texttt{lowerb} (I)_1  \leq \texttt{src} (I)_1 \leq  \texttt{upperb} (I)_1\f]
1366 -   and so forth.
1367
1368 That is, dst (I) is set to 255 (all 1 -bits) if src (I) is within the
1369 specified 1D, 2D, 3D, ... box and 0 otherwise.
1370
1371 When the lower and/or upper boundary parameters are scalars, the indexes
1372 (I) at lowerb and upperb in the above formulas should be omitted.
1373 @param src first input array.
1374 @param lowerb inclusive lower boundary array or a scalar.
1375 @param upperb inclusive upper boundary array or a scalar.
1376 @param dst output array of the same size as src and CV_8U type.
1377 */
1378 CV_EXPORTS_W void inRange(InputArray src, InputArray lowerb,
1379                           InputArray upperb, OutputArray dst);
1380
1381 /** @brief Performs the per-element comparison of two arrays or an array and scalar value.
1382
1383 The function compares:
1384 *   Elements of two arrays when src1 and src2 have the same size:
1385     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1} (I)  \,\texttt{cmpop}\, \texttt{src2} (I)\f]
1386 *   Elements of src1 with a scalar src2 when src2 is constructed from
1387     Scalar or has a single element:
1388     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1}(I) \,\texttt{cmpop}\,  \texttt{src2}\f]
1389 *   src1 with elements of src2 when src1 is constructed from Scalar or
1390     has a single element:
1391     \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{src1}  \,\texttt{cmpop}\, \texttt{src2} (I)\f]
1392 When the comparison result is true, the corresponding element of output
1393 array is set to 255. The comparison operations can be replaced with the
1394 equivalent matrix expressions:
1395 @code{.cpp}
1396     Mat dst1 = src1 >= src2;
1397     Mat dst2 = src1 < 8;
1398     ...
1399 @endcode
1400 @param src1 first input array or a scalar; when it is an array, it must have a single channel.
1401 @param src2 second input array or a scalar; when it is an array, it must have a single channel.
1402 @param dst output array of type ref CV_8U that has the same size and the same number of channels as
1403     the input arrays.
1404 @param cmpop a flag, that specifies correspondence between the arrays (cv::CmpTypes)
1405 @sa checkRange, min, max, threshold
1406 */
1407 CV_EXPORTS_W void compare(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst, int cmpop);
1408
1409 /** @brief Calculates per-element minimum of two arrays or an array and a scalar.
1410
1411 The function cv::min calculates the per-element minimum of two arrays:
1412 \f[\texttt{dst} (I)= \min ( \texttt{src1} (I), \texttt{src2} (I))\f]
1413 or array and a scalar:
1414 \f[\texttt{dst} (I)= \min ( \texttt{src1} (I), \texttt{value} )\f]
1415 @param src1 first input array.
1416 @param src2 second input array of the same size and type as src1.
1417 @param dst output array of the same size and type as src1.
1418 @sa max, compare, inRange, minMaxLoc
1419 */
1420 CV_EXPORTS_W void min(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst);
1421 /** @overload
1422 needed to avoid conflicts with const _Tp& std::min(const _Tp&, const _Tp&, _Compare)
1423 */
1424 CV_EXPORTS void min(const Mat& src1, const Mat& src2, Mat& dst);
1425 /** @overload
1426 needed to avoid conflicts with const _Tp& std::min(const _Tp&, const _Tp&, _Compare)
1427 */
1428 CV_EXPORTS void min(const UMat& src1, const UMat& src2, UMat& dst);
1429
1430 /** @brief Calculates per-element maximum of two arrays or an array and a scalar.
1431
1432 The function cv::max calculates the per-element maximum of two arrays:
1433 \f[\texttt{dst} (I)= \max ( \texttt{src1} (I), \texttt{src2} (I))\f]
1434 or array and a scalar:
1435 \f[\texttt{dst} (I)= \max ( \texttt{src1} (I), \texttt{value} )\f]
1436 @param src1 first input array.
1437 @param src2 second input array of the same size and type as src1 .
1438 @param dst output array of the same size and type as src1.
1439 @sa  min, compare, inRange, minMaxLoc, @ref MatrixExpressions
1440 */
1441 CV_EXPORTS_W void max(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst);
1442 /** @overload
1443 needed to avoid conflicts with const _Tp& std::min(const _Tp&, const _Tp&, _Compare)
1444 */
1445 CV_EXPORTS void max(const Mat& src1, const Mat& src2, Mat& dst);
1446 /** @overload
1447 needed to avoid conflicts with const _Tp& std::min(const _Tp&, const _Tp&, _Compare)
1448 */
1449 CV_EXPORTS void max(const UMat& src1, const UMat& src2, UMat& dst);
1450
1451 /** @brief Calculates a square root of array elements.
1452
1453 The function cv::sqrt calculates a square root of each input array element.
1454 In case of multi-channel arrays, each channel is processed
1455 independently. The accuracy is approximately the same as of the built-in
1456 std::sqrt .
1457 @param src input floating-point array.
1458 @param dst output array of the same size and type as src.
1459 */
1460 CV_EXPORTS_W void sqrt(InputArray src, OutputArray dst);
1461
1462 /** @brief Raises every array element to a power.
1463
1464 The function cv::pow raises every element of the input array to power :
1465 \f[\texttt{dst} (I) =  \fork{\texttt{src}(I)^{power}}{if \(\texttt{power}\) is integer}{|\texttt{src}(I)|^{power}}{otherwise}\f]
1466
1467 So, for a non-integer power exponent, the absolute values of input array
1468 elements are used. However, it is possible to get true values for
1469 negative values using some extra operations. In the example below,
1470 computing the 5th root of array src shows:
1471 @code{.cpp}
1472     Mat mask = src < 0;
1473     pow(src, 1./5, dst);
1474     subtract(Scalar::all(0), dst, dst, mask);
1475 @endcode
1476 For some values of power, such as integer values, 0.5 and -0.5,
1477 specialized faster algorithms are used.
1478
1479 Special values (NaN, Inf) are not handled.
1480 @param src input array.
1481 @param power exponent of power.
1482 @param dst output array of the same size and type as src.
1483 @sa sqrt, exp, log, cartToPolar, polarToCart
1484 */
1485 CV_EXPORTS_W void pow(InputArray src, double power, OutputArray dst);
1486
1487 /** @brief Calculates the exponent of every array element.
1488
1489 The function cv::exp calculates the exponent of every element of the input
1490 array:
1491 \f[\texttt{dst} [I] = e^{ src(I) }\f]
1492
1493 The maximum relative error is about 7e-6 for single-precision input and
1494 less than 1e-10 for double-precision input. Currently, the function
1495 converts denormalized values to zeros on output. Special values (NaN,
1496 Inf) are not handled.
1497 @param src input array.
1498 @param dst output array of the same size and type as src.
1499 @sa log , cartToPolar , polarToCart , phase , pow , sqrt , magnitude
1500 */
1501 CV_EXPORTS_W void exp(InputArray src, OutputArray dst);
1502
1503 /** @brief Calculates the natural logarithm of every array element.
1504
1505 The function cv::log calculates the natural logarithm of every element of the input array:
1506 \f[\texttt{dst} (I) =  \log (\texttt{src}(I)) \f]
1507
1508 Output on zero, negative and special (NaN, Inf) values is undefined.
1509
1510 @param src input array.
1511 @param dst output array of the same size and type as src .
1512 @sa exp, cartToPolar, polarToCart, phase, pow, sqrt, magnitude
1513 */
1514 CV_EXPORTS_W void log(InputArray src, OutputArray dst);
1515
1516 /** @brief Calculates x and y coordinates of 2D vectors from their magnitude and angle.
1517
1518 The function cv::polarToCart calculates the Cartesian coordinates of each 2D
1519 vector represented by the corresponding elements of magnitude and angle:
1520 \f[\begin{array}{l} \texttt{x} (I) =  \texttt{magnitude} (I) \cos ( \texttt{angle} (I)) \\ \texttt{y} (I) =  \texttt{magnitude} (I) \sin ( \texttt{angle} (I)) \\ \end{array}\f]
1521
1522 The relative accuracy of the estimated coordinates is about 1e-6.
1523 @param magnitude input floating-point array of magnitudes of 2D vectors;
1524 it can be an empty matrix (=Mat()), in this case, the function assumes
1525 that all the magnitudes are =1; if it is not empty, it must have the
1526 same size and type as angle.
1527 @param angle input floating-point array of angles of 2D vectors.
1528 @param x output array of x-coordinates of 2D vectors; it has the same
1529 size and type as angle.
1530 @param y output array of y-coordinates of 2D vectors; it has the same
1531 size and type as angle.
1532 @param angleInDegrees when true, the input angles are measured in
1533 degrees, otherwise, they are measured in radians.
1534 @sa cartToPolar, magnitude, phase, exp, log, pow, sqrt
1535 */
1536 CV_EXPORTS_W void polarToCart(InputArray magnitude, InputArray angle,
1537                               OutputArray x, OutputArray y, bool angleInDegrees = false);
1538
1539 /** @brief Calculates the magnitude and angle of 2D vectors.
1540
1541 The function cv::cartToPolar calculates either the magnitude, angle, or both
1542 for every 2D vector (x(I),y(I)):
1543 \f[\begin{array}{l} \texttt{magnitude} (I)= \sqrt{\texttt{x}(I)^2+\texttt{y}(I)^2} , \\ \texttt{angle} (I)= \texttt{atan2} ( \texttt{y} (I), \texttt{x} (I))[ \cdot180 / \pi ] \end{array}\f]
1544
1545 The angles are calculated with accuracy about 0.3 degrees. For the point
1546 (0,0), the angle is set to 0.
1547 @param x array of x-coordinates; this must be a single-precision or
1548 double-precision floating-point array.
1549 @param y array of y-coordinates, that must have the same size and same type as x.
1550 @param magnitude output array of magnitudes of the same size and type as x.
1551 @param angle output array of angles that has the same size and type as
1552 x; the angles are measured in radians (from 0 to 2\*Pi) or in degrees (0 to 360 degrees).
1553 @param angleInDegrees a flag, indicating whether the angles are measured
1554 in radians (which is by default), or in degrees.
1555 @sa Sobel, Scharr
1556 */
1557 CV_EXPORTS_W void cartToPolar(InputArray x, InputArray y,
1558                               OutputArray magnitude, OutputArray angle,
1559                               bool angleInDegrees = false);
1560
1561 /** @brief Calculates the rotation angle of 2D vectors.
1562
1563 The function cv::phase calculates the rotation angle of each 2D vector that
1564 is formed from the corresponding elements of x and y :
1565 \f[\texttt{angle} (I) =  \texttt{atan2} ( \texttt{y} (I), \texttt{x} (I))\f]
1566
1567 The angle estimation accuracy is about 0.3 degrees. When x(I)=y(I)=0 ,
1568 the corresponding angle(I) is set to 0.
1569 @param x input floating-point array of x-coordinates of 2D vectors.
1570 @param y input array of y-coordinates of 2D vectors; it must have the
1571 same size and the same type as x.
1572 @param angle output array of vector angles; it has the same size and
1573 same type as x .
1574 @param angleInDegrees when true, the function calculates the angle in
1575 degrees, otherwise, they are measured in radians.
1576 */
1577 CV_EXPORTS_W void phase(InputArray x, InputArray y, OutputArray angle,
1578                         bool angleInDegrees = false);
1579
1580 /** @brief Calculates the magnitude of 2D vectors.
1581
1582 The function cv::magnitude calculates the magnitude of 2D vectors formed
1583 from the corresponding elements of x and y arrays:
1584 \f[\texttt{dst} (I) =  \sqrt{\texttt{x}(I)^2 + \texttt{y}(I)^2}\f]
1585 @param x floating-point array of x-coordinates of the vectors.
1586 @param y floating-point array of y-coordinates of the vectors; it must
1587 have the same size as x.
1588 @param magnitude output array of the same size and type as x.
1589 @sa cartToPolar, polarToCart, phase, sqrt
1590 */
1591 CV_EXPORTS_W void magnitude(InputArray x, InputArray y, OutputArray magnitude);
1592
1593 /** @brief Checks every element of an input array for invalid values.
1594
1595 The function cv::checkRange checks that every array element is neither NaN nor infinite. When minVal \>
1596 -DBL_MAX and maxVal \< DBL_MAX, the function also checks that each value is between minVal and
1597 maxVal. In case of multi-channel arrays, each channel is processed independently. If some values
1598 are out of range, position of the first outlier is stored in pos (when pos != NULL). Then, the
1599 function either returns false (when quiet=true) or throws an exception.
1600 @param a input array.
1601 @param quiet a flag, indicating whether the functions quietly return false when the array elements
1602 are out of range or they throw an exception.
1603 @param pos optional output parameter, when not NULL, must be a pointer to array of src.dims
1604 elements.
1605 @param minVal inclusive lower boundary of valid values range.
1606 @param maxVal exclusive upper boundary of valid values range.
1607 */
1608 CV_EXPORTS_W bool checkRange(InputArray a, bool quiet = true, CV_OUT Point* pos = 0,
1609                             double minVal = -DBL_MAX, double maxVal = DBL_MAX);
1610
1611 /** @brief converts NaN's to the given number
1612 */
1613 CV_EXPORTS_W void patchNaNs(InputOutputArray a, double val = 0);
1614
1615 /** @brief Performs generalized matrix multiplication.
1616
1617 The function cv::gemm performs generalized matrix multiplication similar to the
1618 gemm functions in BLAS level 3. For example,
1619 `gemm(src1, src2, alpha, src3, beta, dst, GEMM_1_T + GEMM_3_T)`
1620 corresponds to
1621 \f[\texttt{dst} =  \texttt{alpha} \cdot \texttt{src1} ^T  \cdot \texttt{src2} +  \texttt{beta} \cdot \texttt{src3} ^T\f]
1622
1623 In case of complex (two-channel) data, performed a complex matrix
1624 multiplication.
1625
1626 The function can be replaced with a matrix expression. For example, the
1627 above call can be replaced with:
1628 @code{.cpp}
1629     dst = alpha*src1.t()*src2 + beta*src3.t();
1630 @endcode
1631 @param src1 first multiplied input matrix that could be real(CV_32FC1,
1632 CV_64FC1) or complex(CV_32FC2, CV_64FC2).
1633 @param src2 second multiplied input matrix of the same type as src1.
1634 @param alpha weight of the matrix product.
1635 @param src3 third optional delta matrix added to the matrix product; it
1636 should have the same type as src1 and src2.
1637 @param beta weight of src3.
1638 @param dst output matrix; it has the proper size and the same type as
1639 input matrices.
1640 @param flags operation flags (cv::GemmFlags)
1641 @sa mulTransposed , transform
1642 */
1643 CV_EXPORTS_W void gemm(InputArray src1, InputArray src2, double alpha,
1644                        InputArray src3, double beta, OutputArray dst, int flags = 0);
1645
1646 /** @brief Calculates the product of a matrix and its transposition.
1647
1648 The function cv::mulTransposed calculates the product of src and its
1649 transposition:
1650 \f[\texttt{dst} = \texttt{scale} ( \texttt{src} - \texttt{delta} )^T ( \texttt{src} - \texttt{delta} )\f]
1651 if aTa=true , and
1652 \f[\texttt{dst} = \texttt{scale} ( \texttt{src} - \texttt{delta} ) ( \texttt{src} - \texttt{delta} )^T\f]
1653 otherwise. The function is used to calculate the covariance matrix. With
1654 zero delta, it can be used as a faster substitute for general matrix
1655 product A\*B when B=A'
1656 @param src input single-channel matrix. Note that unlike gemm, the
1657 function can multiply not only floating-point matrices.
1658 @param dst output square matrix.
1659 @param aTa Flag specifying the multiplication ordering. See the
1660 description below.
1661 @param delta Optional delta matrix subtracted from src before the
1662 multiplication. When the matrix is empty ( delta=noArray() ), it is
1663 assumed to be zero, that is, nothing is subtracted. If it has the same
1664 size as src , it is simply subtracted. Otherwise, it is "repeated" (see
1665 repeat ) to cover the full src and then subtracted. Type of the delta
1666 matrix, when it is not empty, must be the same as the type of created
1667 output matrix. See the dtype parameter description below.
1668 @param scale Optional scale factor for the matrix product.
1669 @param dtype Optional type of the output matrix. When it is negative,
1670 the output matrix will have the same type as src . Otherwise, it will be
1671 type=CV_MAT_DEPTH(dtype) that should be either CV_32F or CV_64F .
1672 @sa calcCovarMatrix, gemm, repeat, reduce
1673 */
1674 CV_EXPORTS_W void mulTransposed( InputArray src, OutputArray dst, bool aTa,
1675                                  InputArray delta = noArray(),
1676                                  double scale = 1, int dtype = -1 );
1677
1678 /** @brief Transposes a matrix.
1679
1680 The function cv::transpose transposes the matrix src :
1681 \f[\texttt{dst} (i,j) =  \texttt{src} (j,i)\f]
1682 @note No complex conjugation is done in case of a complex matrix. It
1683 should be done separately if needed.
1684 @param src input array.
1685 @param dst output array of the same type as src.
1686 */
1687 CV_EXPORTS_W void transpose(InputArray src, OutputArray dst);
1688
1689 /** @brief Performs the matrix transformation of every array element.
1690
1691 The function cv::transform performs the matrix transformation of every
1692 element of the array src and stores the results in dst :
1693 \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{m} \cdot \texttt{src} (I)\f]
1694 (when m.cols=src.channels() ), or
1695 \f[\texttt{dst} (I) =  \texttt{m} \cdot [ \texttt{src} (I); 1]\f]
1696 (when m.cols=src.channels()+1 )
1697
1698 Every element of the N -channel array src is interpreted as N -element
1699 vector that is transformed using the M x N or M x (N+1) matrix m to
1700 M-element vector - the corresponding element of the output array dst .
1701
1702 The function may be used for geometrical transformation of
1703 N -dimensional points, arbitrary linear color space transformation (such
1704 as various kinds of RGB to YUV transforms), shuffling the image
1705 channels, and so forth.
1706 @param src input array that must have as many channels (1 to 4) as
1707 m.cols or m.cols-1.
1708 @param dst output array of the same size and depth as src; it has as
1709 many channels as m.rows.
1710 @param m transformation 2x2 or 2x3 floating-point matrix.
1711 @sa perspectiveTransform, getAffineTransform, estimateAffine2D, warpAffine, warpPerspective
1712 */
1713 CV_EXPORTS_W void transform(InputArray src, OutputArray dst, InputArray m );
1714
1715 /** @brief Performs the perspective matrix transformation of vectors.
1716
1717 The function cv::perspectiveTransform transforms every element of src by
1718 treating it as a 2D or 3D vector, in the following way:
1719 \f[(x, y, z)  \rightarrow (x'/w, y'/w, z'/w)\f]
1720 where
1721 \f[(x', y', z', w') =  \texttt{mat} \cdot \begin{bmatrix} x & y & z & 1  \end{bmatrix}\f]
1722 and
1723 \f[w =  \fork{w'}{if \(w' \ne 0\)}{\infty}{otherwise}\f]
1724
1725 Here a 3D vector transformation is shown. In case of a 2D vector
1726 transformation, the z component is omitted.
1727
1728 @note The function transforms a sparse set of 2D or 3D vectors. If you
1729 want to transform an image using perspective transformation, use
1730 warpPerspective . If you have an inverse problem, that is, you want to
1731 compute the most probable perspective transformation out of several
1732 pairs of corresponding points, you can use getPerspectiveTransform or
1733 findHomography .
1734 @param src input two-channel or three-channel floating-point array; each
1735 element is a 2D/3D vector to be transformed.
1736 @param dst output array of the same size and type as src.
1737 @param m 3x3 or 4x4 floating-point transformation matrix.
1738 @sa  transform, warpPerspective, getPerspectiveTransform, findHomography
1739 */
1740 CV_EXPORTS_W void perspectiveTransform(InputArray src, OutputArray dst, InputArray m );
1741
1742 /** @brief Copies the lower or the upper half of a square matrix to another half.
1743
1744 The function cv::completeSymm copies the lower half of a square matrix to
1745 its another half. The matrix diagonal remains unchanged:
1746 *   \f$\texttt{mtx}_{ij}=\texttt{mtx}_{ji}\f$ for \f$i > j\f$ if
1747     lowerToUpper=false
1748 *   \f$\texttt{mtx}_{ij}=\texttt{mtx}_{ji}\f$ for \f$i < j\f$ if
1749     lowerToUpper=true
1750 @param mtx input-output floating-point square matrix.
1751 @param lowerToUpper operation flag; if true, the lower half is copied to
1752 the upper half. Otherwise, the upper half is copied to the lower half.
1753 @sa flip, transpose
1754 */
1755 CV_EXPORTS_W void completeSymm(InputOutputArray mtx, bool lowerToUpper = false);
1756
1757 /** @brief Initializes a scaled identity matrix.
1758
1759 The function cv::setIdentity initializes a scaled identity matrix:
1760 \f[\texttt{mtx} (i,j)= \fork{\texttt{value}}{ if \(i=j\)}{0}{otherwise}\f]
1761
1762 The function can also be emulated using the matrix initializers and the
1763 matrix expressions:
1764 @code
1765     Mat A = Mat::eye(4, 3, CV_32F)*5;
1766     // A will be set to [[5, 0, 0], [0, 5, 0], [0, 0, 5], [0, 0, 0]]
1767 @endcode
1768 @param mtx matrix to initialize (not necessarily square).
1769 @param s value to assign to diagonal elements.
1770 @sa Mat::zeros, Mat::ones, Mat::setTo, Mat::operator=
1771 */
1772 CV_EXPORTS_W void setIdentity(InputOutputArray mtx, const Scalar& s = Scalar(1));
1773
1774 /** @brief Returns the determinant of a square floating-point matrix.
1775
1776 The function cv::determinant calculates and returns the determinant of the
1777 specified matrix. For small matrices ( mtx.cols=mtx.rows\<=3 ), the
1778 direct method is used. For larger matrices, the function uses LU
1779 factorization with partial pivoting.
1780
1781 For symmetric positively-determined matrices, it is also possible to use
1782 eigen decomposition to calculate the determinant.
1783 @param mtx input matrix that must have CV_32FC1 or CV_64FC1 type and
1784 square size.
1785 @sa trace, invert, solve, eigen, @ref MatrixExpressions
1786 */
1787 CV_EXPORTS_W double determinant(InputArray mtx);
1788
1789 /** @brief Returns the trace of a matrix.
1790
1791 The function cv::trace returns the sum of the diagonal elements of the
1792 matrix mtx .
1793 \f[\mathrm{tr} ( \texttt{mtx} ) =  \sum _i  \texttt{mtx} (i,i)\f]
1794 @param mtx input matrix.
1795 */
1796 CV_EXPORTS_W Scalar trace(InputArray mtx);
1797
1798 /** @brief Finds the inverse or pseudo-inverse of a matrix.
1799
1800 The function cv::invert inverts the matrix src and stores the result in dst
1801 . When the matrix src is singular or non-square, the function calculates
1802 the pseudo-inverse matrix (the dst matrix) so that norm(src\*dst - I) is
1803 minimal, where I is an identity matrix.
1804
1805 In case of the DECOMP_LU method, the function returns non-zero value if
1806 the inverse has been successfully calculated and 0 if src is singular.
1807
1808 In case of the DECOMP_SVD method, the function returns the inverse
1809 condition number of src (the ratio of the smallest singular value to the
1810 largest singular value) and 0 if src is singular. The SVD method
1811 calculates a pseudo-inverse matrix if src is singular.
1812
1813 Similarly to DECOMP_LU, the method DECOMP_CHOLESKY works only with
1814 non-singular square matrices that should also be symmetrical and
1815 positively defined. In this case, the function stores the inverted
1816 matrix in dst and returns non-zero. Otherwise, it returns 0.
1817
1818 @param src input floating-point M x N matrix.
1819 @param dst output matrix of N x M size and the same type as src.
1820 @param flags inversion method (cv::DecompTypes)
1821 @sa solve, SVD
1822 */
1823 CV_EXPORTS_W double invert(InputArray src, OutputArray dst, int flags = DECOMP_LU);
1824
1825 /** @brief Solves one or more linear systems or least-squares problems.
1826
1827 The function cv::solve solves a linear system or least-squares problem (the
1828 latter is possible with SVD or QR methods, or by specifying the flag
1829 DECOMP_NORMAL ):
1830 \f[\texttt{dst} =  \arg \min _X \| \texttt{src1} \cdot \texttt{X} -  \texttt{src2} \|\f]
1831
1832 If DECOMP_LU or DECOMP_CHOLESKY method is used, the function returns 1
1833 if src1 (or \f$\texttt{src1}^T\texttt{src1}\f$ ) is non-singular. Otherwise,
1834 it returns 0. In the latter case, dst is not valid. Other methods find a
1835 pseudo-solution in case of a singular left-hand side part.
1836
1837 @note If you want to find a unity-norm solution of an under-defined
1838 singular system \f$\texttt{src1}\cdot\texttt{dst}=0\f$ , the function solve
1839 will not do the work. Use SVD::solveZ instead.
1840
1841 @param src1 input matrix on the left-hand side of the system.
1842 @param src2 input matrix on the right-hand side of the system.
1843 @param dst output solution.
1844 @param flags solution (matrix inversion) method (cv::DecompTypes)
1845 @sa invert, SVD, eigen
1846 */
1847 CV_EXPORTS_W bool solve(InputArray src1, InputArray src2,
1848                         OutputArray dst, int flags = DECOMP_LU);
1849
1850 /** @brief Sorts each row or each column of a matrix.
1851
1852 The function cv::sort sorts each matrix row or each matrix column in
1853 ascending or descending order. So you should pass two operation flags to
1854 get desired behaviour. If you want to sort matrix rows or columns
1855 lexicographically, you can use STL std::sort generic function with the
1856 proper comparison predicate.
1857
1858 @param src input single-channel array.
1859 @param dst output array of the same size and type as src.
1860 @param flags operation flags, a combination of cv::SortFlags
1861 @sa sortIdx, randShuffle
1862 */
1863 CV_EXPORTS_W void sort(InputArray src, OutputArray dst, int flags);
1864
1865 /** @brief Sorts each row or each column of a matrix.
1866
1867 The function cv::sortIdx sorts each matrix row or each matrix column in the
1868 ascending or descending order. So you should pass two operation flags to
1869 get desired behaviour. Instead of reordering the elements themselves, it
1870 stores the indices of sorted elements in the output array. For example:
1871 @code
1872     Mat A = Mat::eye(3,3,CV_32F), B;
1873     sortIdx(A, B, SORT_EVERY_ROW + SORT_ASCENDING);
1874     // B will probably contain
1875     // (because of equal elements in A some permutations are possible):
1876     // [[1, 2, 0], [0, 2, 1], [0, 1, 2]]
1877 @endcode
1878 @param src input single-channel array.
1879 @param dst output integer array of the same size as src.
1880 @param flags operation flags that could be a combination of cv::SortFlags
1881 @sa sort, randShuffle
1882 */
1883 CV_EXPORTS_W void sortIdx(InputArray src, OutputArray dst, int flags);
1884
1885 /** @brief Finds the real roots of a cubic equation.
1886
1887 The function solveCubic finds the real roots of a cubic equation:
1888 -   if coeffs is a 4-element vector:
1889 \f[\texttt{coeffs} [0] x^3 +  \texttt{coeffs} [1] x^2 +  \texttt{coeffs} [2] x +  \texttt{coeffs} [3] = 0\f]
1890 -   if coeffs is a 3-element vector:
1891 \f[x^3 +  \texttt{coeffs} [0] x^2 +  \texttt{coeffs} [1] x +  \texttt{coeffs} [2] = 0\f]
1892
1893 The roots are stored in the roots array.
1894 @param coeffs equation coefficients, an array of 3 or 4 elements.
1895 @param roots output array of real roots that has 1 or 3 elements.
1896 */
1897 CV_EXPORTS_W int solveCubic(InputArray coeffs, OutputArray roots);
1898
1899 /** @brief Finds the real or complex roots of a polynomial equation.
1900
1901 The function cv::solvePoly finds real and complex roots of a polynomial equation:
1902 \f[\texttt{coeffs} [n] x^{n} +  \texttt{coeffs} [n-1] x^{n-1} + ... +  \texttt{coeffs} [1] x +  \texttt{coeffs} [0] = 0\f]
1903 @param coeffs array of polynomial coefficients.
1904 @param roots output (complex) array of roots.
1905 @param maxIters maximum number of iterations the algorithm does.
1906 */
1907 CV_EXPORTS_W double solvePoly(InputArray coeffs, OutputArray roots, int maxIters = 300);
1908
1909 /** @brief Calculates eigenvalues and eigenvectors of a symmetric matrix.
1910
1911 The function cv::eigen calculates just eigenvalues, or eigenvalues and eigenvectors of the symmetric
1912 matrix src:
1913 @code
1914     src*eigenvectors.row(i).t() = eigenvalues.at<srcType>(i)*eigenvectors.row(i).t()
1915 @endcode
1916
1917 @note Use cv::eigenNonSymmetric for calculation of real eigenvalues and eigenvectors of non-symmetric matrix.
1918
1919 @param src input matrix that must have CV_32FC1 or CV_64FC1 type, square size and be symmetrical
1920 (src ^T^ == src).
1921 @param eigenvalues output vector of eigenvalues of the same type as src; the eigenvalues are stored
1922 in the descending order.
1923 @param eigenvectors output matrix of eigenvectors; it has the same size and type as src; the
1924 eigenvectors are stored as subsequent matrix rows, in the same order as the corresponding
1925 eigenvalues.
1926 @sa eigenNonSymmetric, completeSymm , PCA
1927 */
1928 CV_EXPORTS_W bool eigen(InputArray src, OutputArray eigenvalues,
1929                         OutputArray eigenvectors = noArray());
1930
1931 /** @brief Calculates eigenvalues and eigenvectors of a non-symmetric matrix (real eigenvalues only).
1932
1933 @note Assumes real eigenvalues.
1934
1935 The function calculates eigenvalues and eigenvectors (optional) of the square matrix src:
1936 @code
1937     src*eigenvectors.row(i).t() = eigenvalues.at<srcType>(i)*eigenvectors.row(i).t()
1938 @endcode
1939
1940 @param src input matrix (CV_32FC1 or CV_64FC1 type).
1941 @param eigenvalues output vector of eigenvalues (type is the same type as src).
1942 @param eigenvectors output matrix of eigenvectors (type is the same type as src). The eigenvectors are stored as subsequent matrix rows, in the same order as the corresponding eigenvalues.
1943 @sa eigen
1944 */
1945 CV_EXPORTS_W void eigenNonSymmetric(InputArray src, OutputArray eigenvalues,
1946                                     OutputArray eigenvectors);
1947
1948 /** @brief Calculates the covariance matrix of a set of vectors.
1949
1950 The function cv::calcCovarMatrix calculates the covariance matrix and, optionally, the mean vector of
1951 the set of input vectors.
1952 @param samples samples stored as separate matrices
1953 @param nsamples number of samples
1954 @param covar output covariance matrix of the type ctype and square size.
1955 @param mean input or output (depending on the flags) array as the average value of the input vectors.
1956 @param flags operation flags as a combination of cv::CovarFlags
1957 @param ctype type of the matrixl; it equals 'CV_64F' by default.
1958 @sa PCA, mulTransposed, Mahalanobis
1959 @todo InputArrayOfArrays
1960 */
1961 CV_EXPORTS void calcCovarMatrix( const Mat* samples, int nsamples, Mat& covar, Mat& mean,
1962                                  int flags, int ctype = CV_64F);
1963
1964 /** @overload
1965 @note use cv::COVAR_ROWS or cv::COVAR_COLS flag
1966 @param samples samples stored as rows/columns of a single matrix.
1967 @param covar output covariance matrix of the type ctype and square size.
1968 @param mean input or output (depending on the flags) array as the average value of the input vectors.
1969 @param flags operation flags as a combination of cv::CovarFlags
1970 @param ctype type of the matrixl; it equals 'CV_64F' by default.
1971 */
1972 CV_EXPORTS_W void calcCovarMatrix( InputArray samples, OutputArray covar,
1973                                    InputOutputArray mean, int flags, int ctype = CV_64F);
1974
1975 /** wrap PCA::operator() */
1976 CV_EXPORTS_W void PCACompute(InputArray data, InputOutputArray mean,
1977                              OutputArray eigenvectors, int maxComponents = 0);
1978
1979 /** wrap PCA::operator() */
1980 CV_EXPORTS_W void PCACompute(InputArray data, InputOutputArray mean,
1981                              OutputArray eigenvectors, double retainedVariance);
1982
1983 /** wrap PCA::project */
1984 CV_EXPORTS_W void PCAProject(InputArray data, InputArray mean,
1985                              InputArray eigenvectors, OutputArray result);
1986
1987 /** wrap PCA::backProject */
1988 CV_EXPORTS_W void PCABackProject(InputArray data, InputArray mean,
1989                                  InputArray eigenvectors, OutputArray result);
1990
1991 /** wrap SVD::compute */
1992 CV_EXPORTS_W void SVDecomp( InputArray src, OutputArray w, OutputArray u, OutputArray vt, int flags = 0 );
1993
1994 /** wrap SVD::backSubst */
1995 CV_EXPORTS_W void SVBackSubst( InputArray w, InputArray u, InputArray vt,
1996                                InputArray rhs, OutputArray dst );
1997
1998 /** @brief Calculates the Mahalanobis distance between two vectors.
1999
2000 The function cv::Mahalanobis calculates and returns the weighted distance between two vectors:
2001 \f[d( \texttt{vec1} , \texttt{vec2} )= \sqrt{\sum_{i,j}{\texttt{icovar(i,j)}\cdot(\texttt{vec1}(I)-\texttt{vec2}(I))\cdot(\texttt{vec1(j)}-\texttt{vec2(j)})} }\f]
2002 The covariance matrix may be calculated using the cv::calcCovarMatrix function and then inverted using
2003 the invert function (preferably using the cv::DECOMP_SVD method, as the most accurate).
2004 @param v1 first 1D input vector.
2005 @param v2 second 1D input vector.
2006 @param icovar inverse covariance matrix.
2007 */
2008 CV_EXPORTS_W double Mahalanobis(InputArray v1, InputArray v2, InputArray icovar);
2009
2010 /** @brief Performs a forward or inverse Discrete Fourier transform of a 1D or 2D floating-point array.
2011
2012 The function cv::dft performs one of the following:
2013 -   Forward the Fourier transform of a 1D vector of N elements:
2014     \f[Y = F^{(N)}  \cdot X,\f]
2015     where \f$F^{(N)}_{jk}=\exp(-2\pi i j k/N)\f$ and \f$i=\sqrt{-1}\f$
2016 -   Inverse the Fourier transform of a 1D vector of N elements:
2017     \f[\begin{array}{l} X'=  \left (F^{(N)} \right )^{-1}  \cdot Y =  \left (F^{(N)} \right )^*  \cdot y  \\ X = (1/N)  \cdot X, \end{array}\f]
2018     where \f$F^*=\left(\textrm{Re}(F^{(N)})-\textrm{Im}(F^{(N)})\right)^T\f$
2019 -   Forward the 2D Fourier transform of a M x N matrix:
2020     \f[Y = F^{(M)}  \cdot X  \cdot F^{(N)}\f]
2021 -   Inverse the 2D Fourier transform of a M x N matrix:
2022     \f[\begin{array}{l} X'=  \left (F^{(M)} \right )^*  \cdot Y  \cdot \left (F^{(N)} \right )^* \\ X =  \frac{1}{M \cdot N} \cdot X' \end{array}\f]
2023
2024 In case of real (single-channel) data, the output spectrum of the forward Fourier transform or input
2025 spectrum of the inverse Fourier transform can be represented in a packed format called *CCS*
2026 (complex-conjugate-symmetrical). It was borrowed from IPL (Intel\* Image Processing Library). Here
2027 is how 2D *CCS* spectrum looks:
2028 \f[\begin{bmatrix} Re Y_{0,0} & Re Y_{0,1} & Im Y_{0,1} & Re Y_{0,2} & Im Y_{0,2} &  \cdots & Re Y_{0,N/2-1} & Im Y_{0,N/2-1} & Re Y_{0,N/2}  \\ Re Y_{1,0} & Re Y_{1,1} & Im Y_{1,1} & Re Y_{1,2} & Im Y_{1,2} &  \cdots & Re Y_{1,N/2-1} & Im Y_{1,N/2-1} & Re Y_{1,N/2}  \\ Im Y_{1,0} & Re Y_{2,1} & Im Y_{2,1} & Re Y_{2,2} & Im Y_{2,2} &  \cdots & Re Y_{2,N/2-1} & Im Y_{2,N/2-1} & Im Y_{1,N/2}  \\ \hdotsfor{9} \\ Re Y_{M/2-1,0} &  Re Y_{M-3,1}  & Im Y_{M-3,1} &  \hdotsfor{3} & Re Y_{M-3,N/2-1} & Im Y_{M-3,N/2-1}& Re Y_{M/2-1,N/2}  \\ Im Y_{M/2-1,0} &  Re Y_{M-2,1}  & Im Y_{M-2,1} &  \hdotsfor{3} & Re Y_{M-2,N/2-1} & Im Y_{M-2,N/2-1}& Im Y_{M/2-1,N/2}  \\ Re Y_{M/2,0}  &  Re Y_{M-1,1} &  Im Y_{M-1,1} &  \hdotsfor{3} & Re Y_{M-1,N/2-1} & Im Y_{M-1,N/2-1}& Re Y_{M/2,N/2} \end{bmatrix}\f]
2029
2030 In case of 1D transform of a real vector, the output looks like the first row of the matrix above.
2031
2032 So, the function chooses an operation mode depending on the flags and size of the input array:
2033 -   If DFT_ROWS is set or the input array has a single row or single column, the function
2034     performs a 1D forward or inverse transform of each row of a matrix when DFT_ROWS is set.
2035     Otherwise, it performs a 2D transform.
2036 -   If the input array is real and DFT_INVERSE is not set, the function performs a forward 1D or
2037     2D transform:
2038     -   When DFT_COMPLEX_OUTPUT is set, the output is a complex matrix of the same size as
2039         input.
2040     -   When DFT_COMPLEX_OUTPUT is not set, the output is a real matrix of the same size as
2041         input. In case of 2D transform, it uses the packed format as shown above. In case of a
2042         single 1D transform, it looks like the first row of the matrix above. In case of
2043         multiple 1D transforms (when using the DFT_ROWS flag), each row of the output matrix
2044         looks like the first row of the matrix above.
2045 -   If the input array is complex and either DFT_INVERSE or DFT_REAL_OUTPUT are not set, the
2046     output is a complex array of the same size as input. The function performs a forward or
2047     inverse 1D or 2D transform of the whole input array or each row of the input array
2048     independently, depending on the flags DFT_INVERSE and DFT_ROWS.
2049 -   When DFT_INVERSE is set and the input array is real, or it is complex but DFT_REAL_OUTPUT
2050     is set, the output is a real array of the same size as input. The function performs a 1D or 2D
2051     inverse transformation of the whole input array or each individual row, depending on the flags
2052     DFT_INVERSE and DFT_ROWS.
2053
2054 If DFT_SCALE is set, the scaling is done after the transformation.
2055
2056 Unlike dct , the function supports arrays of arbitrary size. But only those arrays are processed
2057 efficiently, whose sizes can be factorized in a product of small prime numbers (2, 3, and 5 in the
2058 current implementation). Such an efficient DFT size can be calculated using the getOptimalDFTSize
2059 method.
2060
2061 The sample below illustrates how to calculate a DFT-based convolution of two 2D real arrays:
2062 @code
2063     void convolveDFT(InputArray A, InputArray B, OutputArray C)
2064     {
2065         // reallocate the output array if needed
2066         C.create(abs(A.rows - B.rows)+1, abs(A.cols - B.cols)+1, A.type());
2067         Size dftSize;
2068         // calculate the size of DFT transform
2069         dftSize.width = getOptimalDFTSize(A.cols + B.cols - 1);
2070         dftSize.height = getOptimalDFTSize(A.rows + B.rows - 1);
2071
2072         // allocate temporary buffers and initialize them with 0's
2073         Mat tempA(dftSize, A.type(), Scalar::all(0));
2074         Mat tempB(dftSize, B.type(), Scalar::all(0));
2075
2076         // copy A and B to the top-left corners of tempA and tempB, respectively
2077         Mat roiA(tempA, Rect(0,0,A.cols,A.rows));
2078         A.copyTo(roiA);
2079         Mat roiB(tempB, Rect(0,0,B.cols,B.rows));
2080         B.copyTo(roiB);
2081
2082         // now transform the padded A & B in-place;
2083         // use "nonzeroRows" hint for faster processing
2084         dft(tempA, tempA, 0, A.rows);
2085         dft(tempB, tempB, 0, B.rows);
2086
2087         // multiply the spectrums;
2088         // the function handles packed spectrum representations well
2089         mulSpectrums(tempA, tempB, tempA);
2090
2091         // transform the product back from the frequency domain.
2092         // Even though all the result rows will be non-zero,
2093         // you need only the first C.rows of them, and thus you
2094         // pass nonzeroRows == C.rows
2095         dft(tempA, tempA, DFT_INVERSE + DFT_SCALE, C.rows);
2096
2097         // now copy the result back to C.
2098         tempA(Rect(0, 0, C.cols, C.rows)).copyTo(C);
2099
2100         // all the temporary buffers will be deallocated automatically
2101     }
2102 @endcode
2103 To optimize this sample, consider the following approaches:
2104 -   Since nonzeroRows != 0 is passed to the forward transform calls and since A and B are copied to
2105     the top-left corners of tempA and tempB, respectively, it is not necessary to clear the whole
2106     tempA and tempB. It is only necessary to clear the tempA.cols - A.cols ( tempB.cols - B.cols)
2107     rightmost columns of the matrices.
2108 -   This DFT-based convolution does not have to be applied to the whole big arrays, especially if B
2109     is significantly smaller than A or vice versa. Instead, you can calculate convolution by parts.
2110     To do this, you need to split the output array C into multiple tiles. For each tile, estimate
2111     which parts of A and B are required to calculate convolution in this tile. If the tiles in C are
2112     too small, the speed will decrease a lot because of repeated work. In the ultimate case, when
2113     each tile in C is a single pixel, the algorithm becomes equivalent to the naive convolution
2114     algorithm. If the tiles are too big, the temporary arrays tempA and tempB become too big and
2115     there is also a slowdown because of bad cache locality. So, there is an optimal tile size
2116     somewhere in the middle.
2117 -   If different tiles in C can be calculated in parallel and, thus, the convolution is done by
2118     parts, the loop can be threaded.
2119
2120 All of the above improvements have been implemented in matchTemplate and filter2D . Therefore, by
2121 using them, you can get the performance even better than with the above theoretically optimal
2122 implementation. Though, those two functions actually calculate cross-correlation, not convolution,
2123 so you need to "flip" the second convolution operand B vertically and horizontally using flip .
2124 @note
2125 -   An example using the discrete fourier transform can be found at
2126     opencv_source_code/samples/cpp/dft.cpp
2127 -   (Python) An example using the dft functionality to perform Wiener deconvolution can be found
2128     at opencv_source/samples/python/deconvolution.py
2129 -   (Python) An example rearranging the quadrants of a Fourier image can be found at
2130     opencv_source/samples/python/dft.py
2131 @param src input array that could be real or complex.
2132 @param dst output array whose size and type depends on the flags .
2133 @param flags transformation flags, representing a combination of the cv::DftFlags
2134 @param nonzeroRows when the parameter is not zero, the function assumes that only the first
2135 nonzeroRows rows of the input array (DFT_INVERSE is not set) or only the first nonzeroRows of the
2136 output array (DFT_INVERSE is set) contain non-zeros, thus, the function can handle the rest of the
2137 rows more efficiently and save some time; this technique is very useful for calculating array
2138 cross-correlation or convolution using DFT.
2139 @sa dct , getOptimalDFTSize , mulSpectrums, filter2D , matchTemplate , flip , cartToPolar ,
2140 magnitude , phase
2141 */
2142 CV_EXPORTS_W void dft(InputArray src, OutputArray dst, int flags = 0, int nonzeroRows = 0);
2143
2144 /** @brief Calculates the inverse Discrete Fourier Transform of a 1D or 2D array.
2145
2146 idft(src, dst, flags) is equivalent to dft(src, dst, flags | DFT_INVERSE) .
2147 @note None of dft and idft scales the result by default. So, you should pass DFT_SCALE to one of
2148 dft or idft explicitly to make these transforms mutually inverse.
2149 @sa dft, dct, idct, mulSpectrums, getOptimalDFTSize
2150 @param src input floating-point real or complex array.
2151 @param dst output array whose size and type depend on the flags.
2152 @param flags operation flags (see dft and cv::DftFlags).
2153 @param nonzeroRows number of dst rows to process; the rest of the rows have undefined content (see
2154 the convolution sample in dft description.
2155 */
2156 CV_EXPORTS_W void idft(InputArray src, OutputArray dst, int flags = 0, int nonzeroRows = 0);
2157
2158 /** @brief Performs a forward or inverse discrete Cosine transform of 1D or 2D array.
2159
2160 The function cv::dct performs a forward or inverse discrete Cosine transform (DCT) of a 1D or 2D
2161 floating-point array:
2162 -   Forward Cosine transform of a 1D vector of N elements:
2163     \f[Y = C^{(N)}  \cdot X\f]
2164     where
2165     \f[C^{(N)}_{jk}= \sqrt{\alpha_j/N} \cos \left ( \frac{\pi(2k+1)j}{2N} \right )\f]
2166     and
2167     \f$\alpha_0=1\f$, \f$\alpha_j=2\f$ for *j \> 0*.
2168 -   Inverse Cosine transform of a 1D vector of N elements:
2169     \f[X =  \left (C^{(N)} \right )^{-1}  \cdot Y =  \left (C^{(N)} \right )^T  \cdot Y\f]
2170     (since \f$C^{(N)}\f$ is an orthogonal matrix, \f$C^{(N)} \cdot \left(C^{(N)}\right)^T = I\f$ )
2171 -   Forward 2D Cosine transform of M x N matrix:
2172     \f[Y = C^{(N)}  \cdot X  \cdot \left (C^{(N)} \right )^T\f]
2173 -   Inverse 2D Cosine transform of M x N matrix:
2174     \f[X =  \left (C^{(N)} \right )^T  \cdot X  \cdot C^{(N)}\f]
2175
2176 The function chooses the mode of operation by looking at the flags and size of the input array:
2177 -   If (flags & DCT_INVERSE) == 0 , the function does a forward 1D or 2D transform. Otherwise, it
2178     is an inverse 1D or 2D transform.
2179 -   If (flags & DCT_ROWS) != 0 , the function performs a 1D transform of each row.
2180 -   If the array is a single column or a single row, the function performs a 1D transform.
2181 -   If none of the above is true, the function performs a 2D transform.
2182
2183 @note Currently dct supports even-size arrays (2, 4, 6 ...). For data analysis and approximation, you
2184 can pad the array when necessary.
2185 Also, the function performance depends very much, and not monotonically, on the array size (see
2186 getOptimalDFTSize ). In the current implementation DCT of a vector of size N is calculated via DFT
2187 of a vector of size N/2 . Thus, the optimal DCT size N1 \>= N can be calculated as:
2188 @code
2189     size_t getOptimalDCTSize(size_t N) { return 2*getOptimalDFTSize((N+1)/2); }
2190     N1 = getOptimalDCTSize(N);
2191 @endcode
2192 @param src input floating-point array.
2193 @param dst output array of the same size and type as src .
2194 @param flags transformation flags as a combination of cv::DftFlags (DCT_*)
2195 @sa dft , getOptimalDFTSize , idct
2196 */
2197 CV_EXPORTS_W void dct(InputArray src, OutputArray dst, int flags = 0);
2198
2199 /** @brief Calculates the inverse Discrete Cosine Transform of a 1D or 2D array.
2200
2201 idct(src, dst, flags) is equivalent to dct(src, dst, flags | DCT_INVERSE).
2202 @param src input floating-point single-channel array.
2203 @param dst output array of the same size and type as src.
2204 @param flags operation flags.
2205 @sa  dct, dft, idft, getOptimalDFTSize
2206 */
2207 CV_EXPORTS_W void idct(InputArray src, OutputArray dst, int flags = 0);
2208
2209 /** @brief Performs the per-element multiplication of two Fourier spectrums.
2210
2211 The function cv::mulSpectrums performs the per-element multiplication of the two CCS-packed or complex
2212 matrices that are results of a real or complex Fourier transform.
2213
2214 The function, together with dft and idft , may be used to calculate convolution (pass conjB=false )
2215 or correlation (pass conjB=true ) of two arrays rapidly. When the arrays are complex, they are
2216 simply multiplied (per element) with an optional conjugation of the second-array elements. When the
2217 arrays are real, they are assumed to be CCS-packed (see dft for details).
2218 @param a first input array.
2219 @param b second input array of the same size and type as src1 .
2220 @param c output array of the same size and type as src1 .
2221 @param flags operation flags; currently, the only supported flag is cv::DFT_ROWS, which indicates that
2222 each row of src1 and src2 is an independent 1D Fourier spectrum. If you do not want to use this flag, then simply add a `0` as value.
2223 @param conjB optional flag that conjugates the second input array before the multiplication (true)
2224 or not (false).
2225 */
2226 CV_EXPORTS_W void mulSpectrums(InputArray a, InputArray b, OutputArray c,
2227                                int flags, bool conjB = false);
2228
2229 /** @brief Returns the optimal DFT size for a given vector size.
2230
2231 DFT performance is not a monotonic function of a vector size. Therefore, when you calculate
2232 convolution of two arrays or perform the spectral analysis of an array, it usually makes sense to
2233 pad the input data with zeros to get a bit larger array that can be transformed much faster than the
2234 original one. Arrays whose size is a power-of-two (2, 4, 8, 16, 32, ...) are the fastest to process.
2235 Though, the arrays whose size is a product of 2's, 3's, and 5's (for example, 300 = 5\*5\*3\*2\*2)
2236 are also processed quite efficiently.
2237
2238 The function cv::getOptimalDFTSize returns the minimum number N that is greater than or equal to vecsize
2239 so that the DFT of a vector of size N can be processed efficiently. In the current implementation N
2240 = 2 ^p^ \* 3 ^q^ \* 5 ^r^ for some integer p, q, r.
2241
2242 The function returns a negative number if vecsize is too large (very close to INT_MAX ).
2243
2244 While the function cannot be used directly to estimate the optimal vector size for DCT transform
2245 (since the current DCT implementation supports only even-size vectors), it can be easily processed
2246 as getOptimalDFTSize((vecsize+1)/2)\*2.
2247 @param vecsize vector size.
2248 @sa dft , dct , idft , idct , mulSpectrums
2249 */
2250 CV_EXPORTS_W int getOptimalDFTSize(int vecsize);
2251
2252 /** @brief Returns the default random number generator.
2253
2254 The function cv::theRNG returns the default random number generator. For each thread, there is a
2255 separate random number generator, so you can use the function safely in multi-thread environments.
2256 If you just need to get a single random number using this generator or initialize an array, you can
2257 use randu or randn instead. But if you are going to generate many random numbers inside a loop, it
2258 is much faster to use this function to retrieve the generator and then use RNG::operator _Tp() .
2259 @sa RNG, randu, randn
2260 */
2261 CV_EXPORTS RNG& theRNG();
2262
2263 /** @brief Sets state of default random number generator.
2264
2265 The function cv::setRNGSeed sets state of default random number generator to custom value.
2266 @param seed new state for default random number generator
2267 @sa RNG, randu, randn
2268 */
2269 CV_EXPORTS_W void setRNGSeed(int seed);
2270
2271 /** @brief Generates a single uniformly-distributed random number or an array of random numbers.
2272
2273 Non-template variant of the function fills the matrix dst with uniformly-distributed
2274 random numbers from the specified range:
2275 \f[\texttt{low} _c  \leq \texttt{dst} (I)_c <  \texttt{high} _c\f]
2276 @param dst output array of random numbers; the array must be pre-allocated.
2277 @param low inclusive lower boundary of the generated random numbers.
2278 @param high exclusive upper boundary of the generated random numbers.
2279 @sa RNG, randn, theRNG
2280 */
2281 CV_EXPORTS_W void randu(InputOutputArray dst, InputArray low, InputArray high);
2282
2283 /** @brief Fills the array with normally distributed random numbers.
2284
2285 The function cv::randn fills the matrix dst with normally distributed random numbers with the specified
2286 mean vector and the standard deviation matrix. The generated random numbers are clipped to fit the
2287 value range of the output array data type.
2288 @param dst output array of random numbers; the array must be pre-allocated and have 1 to 4 channels.
2289 @param mean mean value (expectation) of the generated random numbers.
2290 @param stddev standard deviation of the generated random numbers; it can be either a vector (in
2291 which case a diagonal standard deviation matrix is assumed) or a square matrix.
2292 @sa RNG, randu
2293 */
2294 CV_EXPORTS_W void randn(InputOutputArray dst, InputArray mean, InputArray stddev);
2295
2296 /** @brief Shuffles the array elements randomly.
2297
2298 The function cv::randShuffle shuffles the specified 1D array by randomly choosing pairs of elements and
2299 swapping them. The number of such swap operations will be dst.rows\*dst.cols\*iterFactor .
2300 @param dst input/output numerical 1D array.
2301 @param iterFactor scale factor that determines the number of random swap operations (see the details
2302 below).
2303 @param rng optional random number generator used for shuffling; if it is zero, theRNG () is used
2304 instead.
2305 @sa RNG, sort
2306 */
2307 CV_EXPORTS_W void randShuffle(InputOutputArray dst, double iterFactor = 1., RNG* rng = 0);
2308
2309 /** @brief Principal Component Analysis
2310
2311 The class is used to calculate a special basis for a set of vectors. The
2312 basis will consist of eigenvectors of the covariance matrix calculated
2313 from the input set of vectors. The class %PCA can also transform
2314 vectors to/from the new coordinate space defined by the basis. Usually,
2315 in this new coordinate system, each vector from the original set (and
2316 any linear combination of such vectors) can be quite accurately
2317 approximated by taking its first few components, corresponding to the
2318 eigenvectors of the largest eigenvalues of the covariance matrix.
2319 Geometrically it means that you calculate a projection of the vector to
2320 a subspace formed by a few eigenvectors corresponding to the dominant
2321 eigenvalues of the covariance matrix. And usually such a projection is
2322 very close to the original vector. So, you can represent the original
2323 vector from a high-dimensional space with a much shorter vector
2324 consisting of the projected vector's coordinates in the subspace. Such a
2325 transformation is also known as Karhunen-Loeve Transform, or KLT.
2326 See http://en.wikipedia.org/wiki/Principal_component_analysis
2327
2328 The sample below is the function that takes two matrices. The first
2329 function stores a set of vectors (a row per vector) that is used to
2330 calculate PCA. The second function stores another "test" set of vectors
2331 (a row per vector). First, these vectors are compressed with PCA, then
2332 reconstructed back, and then the reconstruction error norm is computed
2333 and printed for each vector. :
2334
2335 @code{.cpp}
2336 using namespace cv;
2337
2338 PCA compressPCA(const Mat& pcaset, int maxComponents,
2339                 const Mat& testset, Mat& compressed)
2340 {
2341     PCA pca(pcaset, // pass the data
2342             Mat(), // we do not have a pre-computed mean vector,
2343                    // so let the PCA engine to compute it
2344             PCA::DATA_AS_ROW, // indicate that the vectors
2345                                 // are stored as matrix rows
2346                                 // (use PCA::DATA_AS_COL if the vectors are
2347                                 // the matrix columns)
2348             maxComponents // specify, how many principal components to retain
2349             );
2350     // if there is no test data, just return the computed basis, ready-to-use
2351     if( !testset.data )
2352         return pca;
2353     CV_Assert( testset.cols == pcaset.cols );
2354
2355     compressed.create(testset.rows, maxComponents, testset.type());
2356
2357     Mat reconstructed;
2358     for( int i = 0; i < testset.rows; i++ )
2359     {
2360         Mat vec = testset.row(i), coeffs = compressed.row(i), reconstructed;
2361         // compress the vector, the result will be stored
2362         // in the i-th row of the output matrix
2363         pca.project(vec, coeffs);
2364         // and then reconstruct it
2365         pca.backProject(coeffs, reconstructed);
2366         // and measure the error
2367         printf("%d. diff = %g\n", i, norm(vec, reconstructed, NORM_L2));
2368     }
2369     return pca;
2370 }
2371 @endcode
2372 @sa calcCovarMatrix, mulTransposed, SVD, dft, dct
2373 */
2374 class CV_EXPORTS PCA
2375 {
2376 public:
2377     enum Flags { DATA_AS_ROW = 0, //!< indicates that the input samples are stored as matrix rows
2378                  DATA_AS_COL = 1, //!< indicates that the input samples are stored as matrix columns
2379                  USE_AVG     = 2  //!
2380                };
2381
2382     /** @brief default constructor
2383
2384     The default constructor initializes an empty %PCA structure. The other
2385     constructors initialize the structure and call PCA::operator()().
2386     */
2387     PCA();
2388
2389     /** @overload
2390     @param data input samples stored as matrix rows or matrix columns.
2391     @param mean optional mean value; if the matrix is empty (@c noArray()),
2392     the mean is computed from the data.
2393     @param flags operation flags; currently the parameter is only used to
2394     specify the data layout (PCA::Flags)
2395     @param maxComponents maximum number of components that %PCA should
2396     retain; by default, all the components are retained.
2397     */
2398     PCA(InputArray data, InputArray mean, int flags, int maxComponents = 0);
2399
2400     /** @overload
2401     @param data input samples stored as matrix rows or matrix columns.
2402     @param mean optional mean value; if the matrix is empty (noArray()),
2403     the mean is computed from the data.
2404     @param flags operation flags; currently the parameter is only used to
2405     specify the data layout (PCA::Flags)
2406     @param retainedVariance Percentage of variance that PCA should retain.
2407     Using this parameter will let the PCA decided how many components to
2408     retain but it will always keep at least 2.
2409     */
2410     PCA(InputArray data, InputArray mean, int flags, double retainedVariance);
2411
2412     /** @brief performs %PCA
2413
2414     The operator performs %PCA of the supplied dataset. It is safe to reuse
2415     the same PCA structure for multiple datasets. That is, if the structure
2416     has been previously used with another dataset, the existing internal
2417     data is reclaimed and the new @ref eigenvalues, @ref eigenvectors and @ref
2418     mean are allocated and computed.
2419
2420     The computed @ref eigenvalues are sorted from the largest to the smallest and
2421     the corresponding @ref eigenvectors are stored as eigenvectors rows.
2422
2423     @param data input samples stored as the matrix rows or as the matrix
2424     columns.
2425     @param mean optional mean value; if the matrix is empty (noArray()),
2426     the mean is computed from the data.
2427     @param flags operation flags; currently the parameter is only used to
2428     specify the data layout. (Flags)
2429     @param maxComponents maximum number of components that PCA should
2430     retain; by default, all the components are retained.
2431     */
2432     PCA& operator()(InputArray data, InputArray mean, int flags, int maxComponents = 0);
2433
2434     /** @overload
2435     @param data input samples stored as the matrix rows or as the matrix
2436     columns.
2437     @param mean optional mean value; if the matrix is empty (noArray()),
2438     the mean is computed from the data.
2439     @param flags operation flags; currently the parameter is only used to
2440     specify the data layout. (PCA::Flags)
2441     @param retainedVariance Percentage of variance that %PCA should retain.
2442     Using this parameter will let the %PCA decided how many components to
2443     retain but it will always keep at least 2.
2444      */
2445     PCA& operator()(InputArray data, InputArray mean, int flags, double retainedVariance);
2446
2447     /** @brief Projects vector(s) to the principal component subspace.
2448
2449     The methods project one or more vectors to the principal component
2450     subspace, where each vector projection is represented by coefficients in
2451     the principal component basis. The first form of the method returns the
2452     matrix that the second form writes to the result. So the first form can
2453     be used as a part of expression while the second form can be more
2454     efficient in a processing loop.
2455     @param vec input vector(s); must have the same dimensionality and the
2456     same layout as the input data used at %PCA phase, that is, if
2457     DATA_AS_ROW are specified, then `vec.cols==data.cols`
2458     (vector dimensionality) and `vec.rows` is the number of vectors to
2459     project, and the same is true for the PCA::DATA_AS_COL case.
2460     */
2461     Mat project(InputArray vec) const;
2462
2463     /** @overload
2464     @param vec input vector(s); must have the same dimensionality and the
2465     same layout as the input data used at PCA phase, that is, if
2466     DATA_AS_ROW are specified, then `vec.cols==data.cols`
2467     (vector dimensionality) and `vec.rows` is the number of vectors to
2468     project, and the same is true for the PCA::DATA_AS_COL case.
2469     @param result output vectors; in case of PCA::DATA_AS_COL, the
2470     output matrix has as many columns as the number of input vectors, this
2471     means that `result.cols==vec.cols` and the number of rows match the
2472     number of principal components (for example, `maxComponents` parameter
2473     passed to the constructor).
2474      */
2475     void project(InputArray vec, OutputArray result) const;
2476
2477     /** @brief Reconstructs vectors from their PC projections.
2478
2479     The methods are inverse operations to PCA::project. They take PC
2480     coordinates of projected vectors and reconstruct the original vectors.
2481     Unless all the principal components have been retained, the
2482     reconstructed vectors are different from the originals. But typically,
2483     the difference is small if the number of components is large enough (but
2484     still much smaller than the original vector dimensionality). As a
2485     result, PCA is used.
2486     @param vec coordinates of the vectors in the principal component
2487     subspace, the layout and size are the same as of PCA::project output
2488     vectors.
2489      */
2490     Mat backProject(InputArray vec) const;
2491
2492     /** @overload
2493     @param vec coordinates of the vectors in the principal component
2494     subspace, the layout and size are the same as of PCA::project output
2495     vectors.
2496     @param result reconstructed vectors; the layout and size are the same as
2497     of PCA::project input vectors.
2498      */
2499     void backProject(InputArray vec, OutputArray result) const;
2500
2501     /** @brief write PCA objects
2502
2503     Writes @ref eigenvalues @ref eigenvectors and @ref mean to specified FileStorage
2504      */
2505     void write(FileStorage& fs) const;
2506
2507     /** @brief load PCA objects
2508
2509     Loads @ref eigenvalues @ref eigenvectors and @ref mean from specified FileNode
2510      */
2511     void read(const FileNode& fn);
2512
2513     Mat eigenvectors; //!< eigenvectors of the covariation matrix
2514     Mat eigenvalues; //!< eigenvalues of the covariation matrix
2515     Mat mean; //!< mean value subtracted before the projection and added after the back projection
2516 };
2517
2518 /** @example pca.cpp
2519   An example using %PCA for dimensionality reduction while maintaining an amount of variance
2520  */
2521
2522 /**
2523    @brief Linear Discriminant Analysis
2524    @todo document this class
2525  */
2526 class CV_EXPORTS LDA
2527 {
2528 public:
2529     /** @brief constructor
2530     Initializes a LDA with num_components (default 0).
2531     */
2532     explicit LDA(int num_components = 0);
2533
2534     /** Initializes and performs a Discriminant Analysis with Fisher's
2535      Optimization Criterion on given data in src and corresponding labels
2536      in labels. If 0 (or less) number of components are given, they are
2537      automatically determined for given data in computation.
2538     */
2539     LDA(InputArrayOfArrays src, InputArray labels, int num_components = 0);
2540
2541     /** Serializes this object to a given filename.
2542       */
2543     void save(const String& filename) const;
2544
2545     /** Deserializes this object from a given filename.
2546       */
2547     void load(const String& filename);
2548
2549     /** Serializes this object to a given cv::FileStorage.
2550       */
2551     void save(FileStorage& fs) const;
2552
2553     /** Deserializes this object from a given cv::FileStorage.
2554       */
2555     void load(const FileStorage& node);
2556
2557     /** destructor
2558       */
2559     ~LDA();
2560
2561     /** Compute the discriminants for data in src (row aligned) and labels.
2562       */
2563     void compute(InputArrayOfArrays src, InputArray labels);
2564
2565     /** Projects samples into the LDA subspace.
2566         src may be one or more row aligned samples.
2567       */
2568     Mat project(InputArray src);
2569
2570     /** Reconstructs projections from the LDA subspace.
2571         src may be one or more row aligned projections.
2572       */
2573     Mat reconstruct(InputArray src);
2574
2575     /** Returns the eigenvectors of this LDA.
2576       */
2577     Mat eigenvectors() const { return _eigenvectors; }
2578
2579     /** Returns the eigenvalues of this LDA.
2580       */
2581     Mat eigenvalues() const { return _eigenvalues; }
2582
2583     static Mat subspaceProject(InputArray W, InputArray mean, InputArray src);
2584     static Mat subspaceReconstruct(InputArray W, InputArray mean, InputArray src);
2585
2586 protected:
2587     bool _dataAsRow; // unused, but needed for 3.0 ABI compatibility.
2588     int _num_components;
2589     Mat _eigenvectors;
2590     Mat _eigenvalues;
2591     void lda(InputArrayOfArrays src, InputArray labels);
2592 };
2593
2594 /** @brief Singular Value Decomposition
2595
2596 Class for computing Singular Value Decomposition of a floating-point
2597 matrix. The Singular Value Decomposition is used to solve least-square
2598 problems, under-determined linear systems, invert matrices, compute
2599 condition numbers, and so on.
2600
2601 If you want to compute a condition number of a matrix or an absolute value of
2602 its determinant, you do not need `u` and `vt`. You can pass
2603 flags=SVD::NO_UV|... . Another flag SVD::FULL_UV indicates that full-size u
2604 and vt must be computed, which is not necessary most of the time.
2605
2606 @sa invert, solve, eigen, determinant
2607 */
2608 class CV_EXPORTS SVD
2609 {
2610 public:
2611     enum Flags {
2612         /** allow the algorithm to modify the decomposed matrix; it can save space and speed up
2613             processing. currently ignored. */
2614         MODIFY_A = 1,
2615         /** indicates that only a vector of singular values `w` is to be processed, while u and vt
2616             will be set to empty matrices */
2617         NO_UV    = 2,
2618         /** when the matrix is not square, by default the algorithm produces u and vt matrices of
2619             sufficiently large size for the further A reconstruction; if, however, FULL_UV flag is
2620             specified, u and vt will be full-size square orthogonal matrices.*/
2621         FULL_UV  = 4
2622     };
2623
2624     /** @brief the default constructor
2625
2626     initializes an empty SVD structure
2627       */
2628     SVD();
2629
2630     /** @overload
2631     initializes an empty SVD structure and then calls SVD::operator()
2632     @param src decomposed matrix.
2633     @param flags operation flags (SVD::Flags)
2634       */
2635     SVD( InputArray src, int flags = 0 );
2636
2637     /** @brief the operator that performs SVD. The previously allocated u, w and vt are released.
2638
2639     The operator performs the singular value decomposition of the supplied
2640     matrix. The u,`vt` , and the vector of singular values w are stored in
2641     the structure. The same SVD structure can be reused many times with
2642     different matrices. Each time, if needed, the previous u,`vt` , and w
2643     are reclaimed and the new matrices are created, which is all handled by
2644     Mat::create.
2645     @param src decomposed matrix.
2646     @param flags operation flags (SVD::Flags)
2647       */
2648     SVD& operator ()( InputArray src, int flags = 0 );
2649
2650     /** @brief decomposes matrix and stores the results to user-provided matrices
2651
2652     The methods/functions perform SVD of matrix. Unlike SVD::SVD constructor
2653     and SVD::operator(), they store the results to the user-provided
2654     matrices:
2655
2656     @code{.cpp}
2657     Mat A, w, u, vt;
2658     SVD::compute(A, w, u, vt);
2659     @endcode
2660
2661     @param src decomposed matrix
2662     @param w calculated singular values
2663     @param u calculated left singular vectors
2664     @param vt transposed matrix of right singular values
2665     @param flags operation flags - see SVD::SVD.
2666       */
2667     static void compute( InputArray src, OutputArray w,
2668                          OutputArray u, OutputArray vt, int flags = 0 );
2669
2670     /** @overload
2671     computes singular values of a matrix
2672     @param src decomposed matrix
2673     @param w calculated singular values
2674     @param flags operation flags - see SVD::Flags.
2675       */
2676     static void compute( InputArray src, OutputArray w, int flags = 0 );
2677
2678     /** @brief performs back substitution
2679       */
2680     static void backSubst( InputArray w, InputArray u,
2681                            InputArray vt, InputArray rhs,
2682                            OutputArray dst );
2683
2684     /** @brief solves an under-determined singular linear system
2685
2686     The method finds a unit-length solution x of a singular linear system
2687     A\*x = 0. Depending on the rank of A, there can be no solutions, a
2688     single solution or an infinite number of solutions. In general, the
2689     algorithm solves the following problem:
2690     \f[dst =  \arg \min _{x:  \| x \| =1}  \| src  \cdot x  \|\f]
2691     @param src left-hand-side matrix.
2692     @param dst found solution.
2693       */
2694     static void solveZ( InputArray src, OutputArray dst );
2695
2696     /** @brief performs a singular value back substitution.
2697
2698     The method calculates a back substitution for the specified right-hand
2699     side:
2700
2701     \f[\texttt{x} =  \texttt{vt} ^T  \cdot diag( \texttt{w} )^{-1}  \cdot \texttt{u} ^T  \cdot \texttt{rhs} \sim \texttt{A} ^{-1}  \cdot \texttt{rhs}\f]
2702
2703     Using this technique you can either get a very accurate solution of the
2704     convenient linear system, or the best (in the least-squares terms)
2705     pseudo-solution of an overdetermined linear system.
2706
2707     @param rhs right-hand side of a linear system (u\*w\*v')\*dst = rhs to
2708     be solved, where A has been previously decomposed.
2709
2710     @param dst found solution of the system.
2711
2712     @note Explicit SVD with the further back substitution only makes sense
2713     if you need to solve many linear systems with the same left-hand side
2714     (for example, src ). If all you need is to solve a single system
2715     (possibly with multiple rhs immediately available), simply call solve
2716     add pass DECOMP_SVD there. It does absolutely the same thing.
2717       */
2718     void backSubst( InputArray rhs, OutputArray dst ) const;
2719
2720     /** @todo document */
2721     template<typename _Tp, int m, int n, int nm> static
2722     void compute( const Matx<_Tp, m, n>& a, Matx<_Tp, nm, 1>& w, Matx<_Tp, m, nm>& u, Matx<_Tp, n, nm>& vt );
2723
2724     /** @todo document */
2725     template<typename _Tp, int m, int n, int nm> static
2726     void compute( const Matx<_Tp, m, n>& a, Matx<_Tp, nm, 1>& w );
2727
2728     /** @todo document */
2729     template<typename _Tp, int m, int n, int nm, int nb> static
2730     void backSubst( const Matx<_Tp, nm, 1>& w, const Matx<_Tp, m, nm>& u, const Matx<_Tp, n, nm>& vt, const Matx<_Tp, m, nb>& rhs, Matx<_Tp, n, nb>& dst );
2731
2732     Mat u, w, vt;
2733 };
2734
2735 /** @brief Random Number Generator
2736
2737 Random number generator. It encapsulates the state (currently, a 64-bit
2738 integer) and has methods to return scalar random values and to fill
2739 arrays with random values. Currently it supports uniform and Gaussian
2740 (normal) distributions. The generator uses Multiply-With-Carry
2741 algorithm, introduced by G. Marsaglia (
2742 <http://en.wikipedia.org/wiki/Multiply-with-carry> ).
2743 Gaussian-distribution random numbers are generated using the Ziggurat
2744 algorithm ( <http://en.wikipedia.org/wiki/Ziggurat_algorithm> ),
2745 introduced by G. Marsaglia and W. W. Tsang.
2746 */
2747 class CV_EXPORTS RNG
2748 {
2749 public:
2750     enum { UNIFORM = 0,
2751            NORMAL  = 1
2752          };
2753
2754     /** @brief constructor
2755
2756     These are the RNG constructors. The first form sets the state to some
2757     pre-defined value, equal to 2\*\*32-1 in the current implementation. The
2758     second form sets the state to the specified value. If you passed state=0
2759     , the constructor uses the above default value instead to avoid the
2760     singular random number sequence, consisting of all zeros.
2761     */
2762     RNG();
2763     /** @overload
2764     @param state 64-bit value used to initialize the RNG.
2765     */
2766     RNG(uint64 state);
2767     /**The method updates the state using the MWC algorithm and returns the
2768     next 32-bit random number.*/
2769     unsigned next();
2770
2771     /**Each of the methods updates the state using the MWC algorithm and
2772     returns the next random number of the specified type. In case of integer
2773     types, the returned number is from the available value range for the
2774     specified type. In case of floating-point types, the returned value is
2775     from [0,1) range.
2776     */
2777     operator uchar();
2778     /** @overload */
2779     operator schar();
2780     /** @overload */
2781     operator ushort();
2782     /** @overload */
2783     operator short();
2784     /** @overload */
2785     operator unsigned();
2786     /** @overload */
2787     operator int();
2788     /** @overload */
2789     operator float();
2790     /** @overload */
2791     operator double();
2792
2793     /** @brief returns a random integer sampled uniformly from [0, N).
2794
2795     The methods transform the state using the MWC algorithm and return the
2796     next random number. The first form is equivalent to RNG::next . The
2797     second form returns the random number modulo N , which means that the
2798     result is in the range [0, N) .
2799     */
2800     unsigned operator ()();
2801     /** @overload
2802     @param N upper non-inclusive boundary of the returned random number.
2803     */
2804     unsigned operator ()(unsigned N);
2805
2806     /** @brief returns uniformly distributed integer random number from [a,b) range
2807
2808     The methods transform the state using the MWC algorithm and return the
2809     next uniformly-distributed random number of the specified type, deduced
2810     from the input parameter type, from the range [a, b) . There is a nuance
2811     illustrated by the following sample:
2812
2813     @code{.cpp}
2814     RNG rng;
2815
2816     // always produces 0
2817     double a = rng.uniform(0, 1);
2818
2819     // produces double from [0, 1)
2820     double a1 = rng.uniform((double)0, (double)1);
2821
2822     // produces float from [0, 1)
2823     float b = rng.uniform(0.f, 1.f);
2824
2825     // produces double from [0, 1)
2826     double c = rng.uniform(0., 1.);
2827
2828     // may cause compiler error because of ambiguity:
2829     //  RNG::uniform(0, (int)0.999999)? or RNG::uniform((double)0, 0.99999)?
2830     double d = rng.uniform(0, 0.999999);
2831     @endcode
2832
2833     The compiler does not take into account the type of the variable to
2834     which you assign the result of RNG::uniform . The only thing that
2835     matters to the compiler is the type of a and b parameters. So, if you
2836     want a floating-point random number, but the range boundaries are
2837     integer numbers, either put dots in the end, if they are constants, or
2838     use explicit type cast operators, as in the a1 initialization above.
2839     @param a lower inclusive boundary of the returned random number.
2840     @param b upper non-inclusive boundary of the returned random number.
2841       */
2842     int uniform(int a, int b);
2843     /** @overload */
2844     float uniform(float a, float b);
2845     /** @overload */
2846     double uniform(double a, double b);
2847
2848     /** @brief Fills arrays with random numbers.
2849
2850     @param mat 2D or N-dimensional matrix; currently matrices with more than
2851     4 channels are not supported by the methods, use Mat::reshape as a
2852     possible workaround.
2853     @param distType distribution type, RNG::UNIFORM or RNG::NORMAL.
2854     @param a first distribution parameter; in case of the uniform
2855     distribution, this is an inclusive lower boundary, in case of the normal
2856     distribution, this is a mean value.
2857     @param b second distribution parameter; in case of the uniform
2858     distribution, this is a non-inclusive upper boundary, in case of the
2859     normal distribution, this is a standard deviation (diagonal of the
2860     standard deviation matrix or the full standard deviation matrix).
2861     @param saturateRange pre-saturation flag; for uniform distribution only;
2862     if true, the method will first convert a and b to the acceptable value
2863     range (according to the mat datatype) and then will generate uniformly
2864     distributed random numbers within the range [saturate(a), saturate(b)),
2865     if saturateRange=false, the method will generate uniformly distributed
2866     random numbers in the original range [a, b) and then will saturate them,
2867     it means, for example, that
2868     <tt>theRNG().fill(mat_8u, RNG::UNIFORM, -DBL_MAX, DBL_MAX)</tt> will likely
2869     produce array mostly filled with 0's and 255's, since the range (0, 255)
2870     is significantly smaller than [-DBL_MAX, DBL_MAX).
2871
2872     Each of the methods fills the matrix with the random values from the
2873     specified distribution. As the new numbers are generated, the RNG state
2874     is updated accordingly. In case of multiple-channel images, every
2875     channel is filled independently, which means that RNG cannot generate
2876     samples from the multi-dimensional Gaussian distribution with
2877     non-diagonal covariance matrix directly. To do that, the method
2878     generates samples from multi-dimensional standard Gaussian distribution
2879     with zero mean and identity covariation matrix, and then transforms them
2880     using transform to get samples from the specified Gaussian distribution.
2881     */
2882     void fill( InputOutputArray mat, int distType, InputArray a, InputArray b, bool saturateRange = false );
2883
2884     /** @brief Returns the next random number sampled from the Gaussian distribution
2885     @param sigma standard deviation of the distribution.
2886
2887     The method transforms the state using the MWC algorithm and returns the
2888     next random number from the Gaussian distribution N(0,sigma) . That is,
2889     the mean value of the returned random numbers is zero and the standard
2890     deviation is the specified sigma .
2891     */
2892     double gaussian(double sigma);
2893
2894     uint64 state;
2895
2896     bool operator ==(const RNG& other) const;
2897 };
2898
2899 /** @brief Mersenne Twister random number generator
2900
2901 Inspired by http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/~m-mat/MT/MT2002/CODES/mt19937ar.c
2902 @todo document
2903  */
2904 class CV_EXPORTS RNG_MT19937
2905 {
2906 public:
2907     RNG_MT19937();
2908     RNG_MT19937(unsigned s);
2909     void seed(unsigned s);
2910
2911     unsigned next();
2912
2913     operator int();
2914     operator unsigned();
2915     operator float();
2916     operator double();
2917
2918     unsigned operator ()(unsigned N);
2919     unsigned operator ()();
2920
2921     /** @brief returns uniformly distributed integer random number from [a,b) range
2922
2923 */
2924     int uniform(int a, int b);
2925     /** @brief returns uniformly distributed floating-point random number from [a,b) range
2926
2927 */
2928     float uniform(float a, float b);
2929     /** @brief returns uniformly distributed double-precision floating-point random number from [a,b) range
2930
2931 */
2932     double uniform(double a, double b);
2933
2934 private:
2935     enum PeriodParameters {N = 624, M = 397};
2936     unsigned state[N];
2937     int mti;
2938 };
2939
2940 //! @} core_array
2941
2942 //! @addtogroup core_cluster
2943 //!  @{
2944
2945 /** @example kmeans.cpp
2946   An example on K-means clustering
2947 */
2948
2949 /** @brief Finds centers of clusters and groups input samples around the clusters.
2950
2951 The function kmeans implements a k-means algorithm that finds the centers of cluster_count clusters
2952 and groups the input samples around the clusters. As an output, \f$\texttt{labels}_i\f$ contains a
2953 0-based cluster index for the sample stored in the \f$i^{th}\f$ row of the samples matrix.
2954
2955 @note
2956 -   (Python) An example on K-means clustering can be found at
2957     opencv_source_code/samples/python/kmeans.py
2958 @param data Data for clustering. An array of N-Dimensional points with float coordinates is needed.
2959 Examples of this array can be:
2960 -   Mat points(count, 2, CV_32F);
2961 -   Mat points(count, 1, CV_32FC2);
2962 -   Mat points(1, count, CV_32FC2);
2963 -   std::vector\<cv::Point2f\> points(sampleCount);
2964 @param K Number of clusters to split the set by.
2965 @param bestLabels Input/output integer array that stores the cluster indices for every sample.
2966 @param criteria The algorithm termination criteria, that is, the maximum number of iterations and/or
2967 the desired accuracy. The accuracy is specified as criteria.epsilon. As soon as each of the cluster
2968 centers moves by less than criteria.epsilon on some iteration, the algorithm stops.
2969 @param attempts Flag to specify the number of times the algorithm is executed using different
2970 initial labellings. The algorithm returns the labels that yield the best compactness (see the last
2971 function parameter).
2972 @param flags Flag that can take values of cv::KmeansFlags
2973 @param centers Output matrix of the cluster centers, one row per each cluster center.
2974 @return The function returns the compactness measure that is computed as
2975 \f[\sum _i  \| \texttt{samples} _i -  \texttt{centers} _{ \texttt{labels} _i} \| ^2\f]
2976 after every attempt. The best (minimum) value is chosen and the corresponding labels and the
2977 compactness value are returned by the function. Basically, you can use only the core of the
2978 function, set the number of attempts to 1, initialize labels each time using a custom algorithm,
2979 pass them with the ( flags = KMEANS_USE_INITIAL_LABELS ) flag, and then choose the best
2980 (most-compact) clustering.
2981 */
2982 CV_EXPORTS_W double kmeans( InputArray data, int K, InputOutputArray bestLabels,
2983                             TermCriteria criteria, int attempts,
2984                             int flags, OutputArray centers = noArray() );
2985
2986 //! @} core_cluster
2987
2988 //! @addtogroup core_basic
2989 //! @{
2990
2991 /////////////////////////////// Formatted output of cv::Mat ///////////////////////////
2992
2993 /** @todo document */
2994 class CV_EXPORTS Formatted
2995 {
2996 public:
2997     virtual const char* next() = 0;
2998     virtual void reset() = 0;
2999     virtual ~Formatted();
3000 };
3001
3002 /** @todo document */
3003 class CV_EXPORTS Formatter
3004 {
3005 public:
3006     enum { FMT_DEFAULT = 0,
3007            FMT_MATLAB  = 1,
3008            FMT_CSV     = 2,
3009            FMT_PYTHON  = 3,
3010            FMT_NUMPY   = 4,
3011            FMT_C       = 5
3012          };
3013
3014     virtual ~Formatter();
3015
3016     virtual Ptr<Formatted> format(const Mat& mtx) const = 0;
3017
3018     virtual void set32fPrecision(int p = 8) = 0;
3019     virtual void set64fPrecision(int p = 16) = 0;
3020     virtual void setMultiline(bool ml = true) = 0;
3021
3022     static Ptr<Formatter> get(int fmt = FMT_DEFAULT);
3023
3024 };
3025
3026 static inline
3027 String& operator << (String& out, Ptr<Formatted> fmtd)
3028 {
3029     fmtd->reset();
3030     for(const char* str = fmtd->next(); str; str = fmtd->next())
3031         out += cv::String(str);
3032     return out;
3033 }
3034
3035 static inline
3036 String& operator << (String& out, const Mat& mtx)
3037 {
3038     return out << Formatter::get()->format(mtx);
3039 }
3040
3041 //////////////////////////////////////// Algorithm ////////////////////////////////////
3042
3043 class CV_EXPORTS Algorithm;
3044
3045 template<typename _Tp> struct ParamType {};
3046
3047
3048 /** @brief This is a base class for all more or less complex algorithms in OpenCV
3049
3050 especially for classes of algorithms, for which there can be multiple implementations. The examples
3051 are stereo correspondence (for which there are algorithms like block matching, semi-global block
3052 matching, graph-cut etc.), background subtraction (which can be done using mixture-of-gaussians
3053 models, codebook-based algorithm etc.), optical flow (block matching, Lucas-Kanade, Horn-Schunck
3054 etc.).
3055
3056 Here is example of SIFT use in your application via Algorithm interface:
3057 @code
3058     #include "opencv2/opencv.hpp"
3059     #include "opencv2/xfeatures2d.hpp"
3060     using namespace cv::xfeatures2d;
3061
3062     Ptr<Feature2D> sift = SIFT::create();
3063     FileStorage fs("sift_params.xml", FileStorage::READ);
3064     if( fs.isOpened() ) // if we have file with parameters, read them
3065     {
3066         sift->read(fs["sift_params"]);
3067         fs.release();
3068     }
3069     else // else modify the parameters and store them; user can later edit the file to use different parameters
3070     {
3071         sift->setContrastThreshold(0.01f); // lower the contrast threshold, compared to the default value
3072         {
3073             WriteStructContext ws(fs, "sift_params", CV_NODE_MAP);
3074             sift->write(fs);
3075         }
3076     }
3077     Mat image = imread("myimage.png", 0), descriptors;
3078     vector<KeyPoint> keypoints;
3079     sift->detectAndCompute(image, noArray(), keypoints, descriptors);
3080 @endcode
3081  */
3082 class CV_EXPORTS_W Algorithm
3083 {
3084 public:
3085     Algorithm();
3086     virtual ~Algorithm();
3087
3088     /** @brief Clears the algorithm state
3089     */
3090     CV_WRAP virtual void clear() {}
3091
3092     /** @brief Stores algorithm parameters in a file storage
3093     */
3094     virtual void write(FileStorage& fs) const { (void)fs; }
3095
3096     /** @brief Reads algorithm parameters from a file storage
3097     */
3098     virtual void read(const FileNode& fn) { (void)fn; }
3099
3100     /** @brief Returns true if the Algorithm is empty (e.g. in the very beginning or after unsuccessful read
3101      */
3102     virtual bool empty() const { return false; }
3103
3104     /** @brief Reads algorithm from the file node
3105
3106      This is static template method of Algorithm. It's usage is following (in the case of SVM):
3107      @code
3108      cv::FileStorage fsRead("example.xml", FileStorage::READ);
3109      Ptr<SVM> svm = Algorithm::read<SVM>(fsRead.root());
3110      @endcode
3111      In order to make this method work, the derived class must overwrite Algorithm::read(const
3112      FileNode& fn) and also have static create() method without parameters
3113      (or with all the optional parameters)
3114      */
3115     template<typename _Tp> static Ptr<_Tp> read(const FileNode& fn)
3116     {
3117         Ptr<_Tp> obj = _Tp::create();
3118         obj->read(fn);
3119         return !obj->empty() ? obj : Ptr<_Tp>();
3120     }
3121
3122     /** @brief Loads algorithm from the file
3123
3124      @param filename Name of the file to read.
3125      @param objname The optional name of the node to read (if empty, the first top-level node will be used)
3126
3127      This is static template method of Algorithm. It's usage is following (in the case of SVM):
3128      @code
3129      Ptr<SVM> svm = Algorithm::load<SVM>("my_svm_model.xml");
3130      @endcode
3131      In order to make this method work, the derived class must overwrite Algorithm::read(const
3132      FileNode& fn).
3133      */
3134     template<typename _Tp> static Ptr<_Tp> load(const String& filename, const String& objname=String())
3135     {
3136         FileStorage fs(filename, FileStorage::READ);
3137         FileNode fn = objname.empty() ? fs.getFirstTopLevelNode() : fs[objname];
3138         if (fn.empty()) return Ptr<_Tp>();
3139         Ptr<_Tp> obj = _Tp::create();
3140         obj->read(fn);
3141         return !obj->empty() ? obj : Ptr<_Tp>();
3142     }
3143
3144     /** @brief Loads algorithm from a String
3145
3146      @param strModel The string variable containing the model you want to load.
3147      @param objname The optional name of the node to read (if empty, the first top-level node will be used)
3148
3149      This is static template method of Algorithm. It's usage is following (in the case of SVM):
3150      @code
3151      Ptr<SVM> svm = Algorithm::loadFromString<SVM>(myStringModel);
3152      @endcode
3153      */
3154     template<typename _Tp> static Ptr<_Tp> loadFromString(const String& strModel, const String& objname=String())
3155     {
3156         FileStorage fs(strModel, FileStorage::READ + FileStorage::MEMORY);
3157         FileNode fn = objname.empty() ? fs.getFirstTopLevelNode() : fs[objname];
3158         Ptr<_Tp> obj = _Tp::create();
3159         obj->read(fn);
3160         return !obj->empty() ? obj : Ptr<_Tp>();
3161     }
3162
3163     /** Saves the algorithm to a file.
3164      In order to make this method work, the derived class must implement Algorithm::write(FileStorage& fs). */
3165     CV_WRAP virtual void save(const String& filename) const;
3166
3167     /** Returns the algorithm string identifier.
3168      This string is used as top level xml/yml node tag when the object is saved to a file or string. */
3169     CV_WRAP virtual String getDefaultName() const;
3170
3171 protected:
3172     void writeFormat(FileStorage& fs) const;
3173 };
3174
3175 struct Param {
3176     enum { INT=0, BOOLEAN=1, REAL=2, STRING=3, MAT=4, MAT_VECTOR=5, ALGORITHM=6, FLOAT=7,
3177            UNSIGNED_INT=8, UINT64=9, UCHAR=11 };
3178 };
3179
3180
3181
3182 template<> struct ParamType<bool>
3183 {
3184     typedef bool const_param_type;
3185     typedef bool member_type;
3186
3187     enum { type = Param::BOOLEAN };
3188 };
3189
3190 template<> struct ParamType<int>
3191 {
3192     typedef int const_param_type;
3193     typedef int member_type;
3194
3195     enum { type = Param::INT };
3196 };
3197
3198 template<> struct ParamType<double>
3199 {
3200     typedef double const_param_type;
3201     typedef double member_type;
3202
3203     enum { type = Param::REAL };
3204 };
3205
3206 template<> struct ParamType<String>
3207 {
3208     typedef const String& const_param_type;
3209     typedef String member_type;
3210
3211     enum { type = Param::STRING };
3212 };
3213
3214 template<> struct ParamType<Mat>
3215 {
3216     typedef const Mat& const_param_type;
3217     typedef Mat member_type;
3218
3219     enum { type = Param::MAT };
3220 };
3221
3222 template<> struct ParamType<std::vector<Mat> >
3223 {
3224     typedef const std::vector<Mat>& const_param_type;
3225     typedef std::vector<Mat> member_type;
3226
3227     enum { type = Param::MAT_VECTOR };
3228 };
3229
3230 template<> struct ParamType<Algorithm>
3231 {
3232     typedef const Ptr<Algorithm>& const_param_type;
3233     typedef Ptr<Algorithm> member_type;
3234
3235     enum { type = Param::ALGORITHM };
3236 };
3237
3238 template<> struct ParamType<float>
3239 {
3240     typedef float const_param_type;
3241     typedef float member_type;
3242
3243     enum { type = Param::FLOAT };
3244 };
3245
3246 template<> struct ParamType<unsigned>
3247 {
3248     typedef unsigned const_param_type;
3249     typedef unsigned member_type;
3250
3251     enum { type = Param::UNSIGNED_INT };
3252 };
3253
3254 template<> struct ParamType<uint64>
3255 {
3256     typedef uint64 const_param_type;
3257     typedef uint64 member_type;
3258
3259     enum { type = Param::UINT64 };
3260 };
3261
3262 template<> struct ParamType<uchar>
3263 {
3264     typedef uchar const_param_type;
3265     typedef uchar member_type;
3266
3267     enum { type = Param::UCHAR };
3268 };
3269
3270 //! @} core_basic
3271
3272 } //namespace cv
3273
3274 #include "opencv2/core/operations.hpp"
3275 #include "opencv2/core/cvstd.inl.hpp"
3276 #include "opencv2/core/utility.hpp"
3277 #include "opencv2/core/optim.hpp"
3278 #include "opencv2/core/ovx.hpp"
3279
3280 #endif /*OPENCV_CORE_HPP*/