Mat 数据结构

迈不过友情╰ 2022-04-15 02:56 210阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  介绍
     *  Mat 的常见构造
     *  常见的数据结构
     *  Mat的读取像素方式

## 介绍 ##

*  [Mat类][Mat]
 *  **历史**：OpenCV从2001年开始发展，在最初使用的是c语言，使用的是IplImage数据结构来存储图像，但是最大的问题需要手动申请释放内从（ manual memory management），从OpenCV2.0开始，开始使用C++接口的Mat，这是自动分配和释放内存的（automatic memory management）。

*  Mat有两部分组成

1.  头部：存储方式、图像大小等信息，头部的大小是一个常量（constant）
2.  数据块：图像像素的值(**按行顺序存储**)

NOTE1：大部分拷贝Mat，如拷贝构造、赋值操作，只是拷贝头部信息，他们指向同一个数据块，不同对象对其做操作，会影响到其他对象。如果想进行深拷贝用cv::Mat::copyTo 和cv::Mat::clone 方法

Mat F = A.clone();
    Mat G;
    A.copyTo(G);

NOTE2：有多个头部指向同一个Matrix，那么谁来对其进行销毁：最后一个使用的对象，OpenCV内部有**引用的计数机制** （reference counting mechanism），当增加一个对象（只复制一个头部指向Matrix）counter+1；如果一个对象销毁，counter-1。最后一个对象对Matrix进行回收。

*  存储方式

1.  彩色RGB，注意OpenCV存储顺序是BGR
2.  HSV（色调、饱和度和值） and HLS（色调、亮度和饱和度）：（hue, saturation and value/luminance）
3.  YCrCb：JPEG格式使用
4.  CIELab：测量颜色和颜色之间的距离时使用方便

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## Mat 的常见构造 ##

[官网Mat类][Mat 1]

*  独立数据创建

1.  读图像

Mat src;
    src = imread("./lena.png", IMREAD_COLOR)

1.  给定 大小、通道数、初始值

Mat src(2,2, CV_8UC3, Scalar(0,0,255));//也可以不进行初始化
    Mat src(cv::Size(2,2)，CV_8UC3, Scalar(0,0,255));//也可以不进行初始化

1.  使用 create

Mat src;
    src.create(int rows, int cols, int type) 
    src.create(Size size, int type)
    
    //如果src已经是给定的大小和类型，那么将不会进行任何操作，否则进行相应操作 比如：
    Mat src(2,2,CV_8UC3, Scalar(0,0,255));
    
    src.create(2,2,CV_8UC3); // 无任何操作
    src.create(3,2,CV_8UC3); //src将变成 3*2的初始值为0的矩阵
    src.create(2,2,CV_8UC1);//取前面4个值

1.  使用 static public 函数

Mat src = Mat::eye(4, 4, CV_64F);
     Mat src = Mat::ones(2, 2, CV_32F);
     Mat src = Mat::zeros(3,3, CV_8UC1);

1.  使用 << 需要自行输入数据

Mat src = (Mat_<double>(3,3) << 0, -1, 0, -1, 5, -1, 0, -1, 0);

1.  创建随机数矩阵,使用 cv::randu

Mat src = Mat(3, 2, CV_8UC3);
        randu(src, Scalar::all(0), Scalar::all(255)); //在0-255之间

1.  拷贝构造

(1) 共享数据区

Mat src,dst;
    src = imread("./lena.jpg", IMREAD_COLOR);
    
    1. Mat dst(src);
    2. dst=src;
    -----------------------------------------------
    Mat dst (src, Rect(10, 10, 100, 100) ); // (x,y,width,height)
    Mat E = A(Range::all(), Range(1,3)); // 所有行，1到3列，长方形

(2)独立数据区

1. Mat dst = src.clone();
    
    2. 
       Mat dst;
       src.copyTo(dst);
    3. 
     Mat dst_RowClone = src.row(1).clone(); //只克隆src的第一行

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## 常见的数据结构 ##

*  点

![20181229214334315.png][]

*  向量

![在这里插入图片描述][Image 1]

![20181229214055536.png][]

*  Mat 图像通道类型

![20181229221205624.png][]

## Mat的读取像素方式 ##

1.  使用`image.data[ ucahr (y) * image.step + uchar(x) ];`
2.  使用`image.ptr<uchar>(y)[x]`
3.  使用`image.at<ucahr>(x,y)`

[Mat]: https://docs.opencv.org/master/d3/d63/classcv_1_1Mat.html
[Mat 1]: https://docs.opencv.org/4.0.0/d3/d63/classcv_1_1Mat.html#afbf34be80b7443123b2a032a67c3c4e3%29
[20181229214334315.png]: /images/20220415/0ca781fef62e4171bb802b966c72df7d.png
[Image 1]: 
[20181229214055536.png]: /images/20220415/d0cbb5d22320426cbd3f6b222a536dbd.png
[20181229221205624.png]: /images/20220415/75e48496093b4c348e76d2d1a45aa6ba.png