OpenCV基础篇之Mat数据结构

OpenCV基础篇之Mat数据结构

http://www.2cto.com/database/201408/329749.html

程序及分析

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/*  * FileName : MatObj.cpp  * Author   : xiahouzuoxin @163.com  * Version  : v1.0  * Date     : Thu 15 May 2014 09:12:45 PM CST  * Brief    :  *  * Copyright (C) MICL,USTB  */ #include <cv.h> #include <highgui.h> #include <iostream>   using namespace std; using namespace cv;   intmain(void) {     /*      * Create Mat      */     Mat M(2,2,CV_8UC3, Scalar(0,0,255));     cout << "M="<< endl << " " << M << endl << endl;       /*      * Matlab style      */     Mat E = Mat::eye(4,4,CV_64F);     cout << "E="<< endl << " " << E << endl << endl;     E = Mat::ones(4,4,CV_64F);     cout << "E="<< endl << " " << E << endl << endl;     E = Mat::zeros(4,4,CV_64F);     cout << "E="<< endl << " " << E << endl << endl;         /*      * Convert IplImage to Mat      */     IplImage *img = cvLoadImage("../test_imgs/Lena.jpg");     Mat L(img);     namedWindow("Lena.jpg", CV_WINDOW_AUTOSIZE);     imshow("Lena.jpg", L);     waitKey(0);       /*      * Init Mat with separated data      */     Mat C = (Mat_<int>(3,3) << 0,1,2,3,4,5,6,7,8);     cout << "C="<< endl << " " << C << endl << endl;         return0; }

Mat是OpenCV最基本的数据结构，Mat即矩阵（Matrix）的缩写，Mat数据结构主要包含2部分：Header和Pointer。Header中主要包含矩阵的大小，存储方式，存储地址等信息；Pointer中存储指向像素值的指针。我们在读取图片的时候就是将图片定义为Mat类型，其重载的构造函数一大堆，

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class CV_EXPORTS Mat { public:     //!defaultconstructor     Mat();     //! constructs 2D matrix ofthe specified sizeand type     // (_type isCV_8UC1, CV_64FC3, CV_32SC(12) etc.)     Mat(int_rows, int_cols, int_type);     Mat(Size_size, int_type);     //! constucts 2D matrix andfills it withthe specified value _s.     Mat(int_rows, int_cols, int_type, const Scalar& _s);     Mat(Size_size, int_type, const Scalar& _s);       //! constructs n-dimensional matrix     Mat(int_ndims, const int* _sizes, int_type);     Mat(int_ndims, const int* _sizes, int_type, const Scalar& _s);       //! copy constructor     Mat(const Mat& m);     //! constructor formatrix headers pointing touser-allocated data     Mat(int_rows, int_cols, int_type, void* _data, size_t _step=AUTO_STEP);     Mat(Size_size, int_type, void* _data, size_t _step=AUTO_STEP);     Mat(int_ndims, const int* _sizes, int_type, void* _data, const size_t* _steps=0);       //! creates a matrix header fora part ofthe bigger matrix     Mat(const Mat& m, const Range& rowRange, const Range& colRange=Range::all());     Mat(const Mat& m, const Rect& roi);     Mat(const Mat& m, const Range* ranges);     //! converts old-style CvMat tothe new matrix; the data isnot copied bydefault     Mat(const CvMat* m, bool copyData=false);     //! converts old-style CvMatND tothe new matrix; the data isnot copied bydefault     Mat(const CvMatND* m, bool copyData=false);     //! converts old-style IplImage tothe new matrix; the data isnot copied bydefault     Mat(const IplImage* img, bool copyData=false);       ......     }

要了解如何初始化Mat结构，就应该了解它的构造函数，比如程序中的第一初始化方式调用额就是

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1	Mat(int_rows, int_cols, int_type, const Scalar& _s);

这个构造函数。

IplImage*是C语言操作OpenCV的数据结构，在当时C操纵OpenCV的时候，地位等同于Mat，OpenCV为其提供了一个接口，很方便的直接将IplImage转化为Mat，即使用构造函数

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1	Mat(const IplImage* img, bool copyData=false);

上面程序中的第二种方法就是使用的这个构造函数。

关于Mat数据复制：前面说过Mat包括头和数据指针，当使用Mat的构造函数初始化的时候，会将头和数据指针复制（注意：只是指针复制，指针指向的地址不会复制），若要将数据也复制，则必须使用copyTo或clone函数

Mat还有几个常用的成员函数，在之后的文章中将会使用到：

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//!returnstrue iff the matrix data iscontinuous // (i.e. whenthere are nogaps betweensuccessive rows). // similar toCV_IS_MAT_CONT(cvmat->type) bool isContinuous() const;

这了解上面的函数作用前，得了解下OpenCV中存储像素的方法，如下，灰度图（单通道）存储按行列存储，

三通道RGB存储方式如下，每列含有三个通道，

为了加快访问的速度，openCV往往会在内存中将像素数据连续地存储成一行，isContinus()函数的作用就是用于判断是否连续存储成一行。存储成一行有什么好处呢？给定这行的头指针p，则只要使用p++操作就能逐个访问数据。

因此当判断存放在一行的时候，可以通过数据指针++很容易遍历图像像素：

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long nRows = M.rows* M.channels();  // channels()也是Mat中一个常用的函数，用于获取通道数（RGB=3，灰度=1） long nCols = M.cols; uchar *p = M.data;  // 数据指针 if(M.isContinuous()) {     nCols *= nRows;     for(long i=0; i < nCols; i++) {         *p++ = ...; // 像素赋值或读取操作     }       }

请注意以上几个常用的Mat成员遍历和函数：

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M.row; // 返回图像行数 M.nCols;  // 返回图像列数 M.channels();  //返回通道数 M.isContinuous(); // 返回bool类型表示是否连续存储

更多关于Mat的信息请参考安装目录下的include/opencv2/core.hpp文件

效果

左边是矩阵的一些操作输出结果，右边的图是通过IplImage *结构读入，转换为Mat后显示结果
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