OpenCV基础篇之Mat数据结构

程序及分析

1. 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，

   class CV_EXPORTS Mat { public: //! default constructor Mat(); //! constructs 2D matrix of the specified size and type // (_type is CV_8UC1, CV_64FC3, CV_32SC(12) etc.) Mat(int _rows, int _cols, int _type); Mat(Size _size, int _type); //! constucts 2D matrix and fills it with the 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 for matrix headers pointing to user-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 for a part of the 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 to the new matrix; the data is not copied by default Mat(const CvMat* m, bool copyData=false); //! converts old-style CvMatND to the new matrix; the data is not copied by default Mat(const CvMatND* m, bool copyData=false); //! converts old-style IplImage to the new matrix; the data is not copied by default 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

   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

   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。

2. 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

   

3. Mat还有几个常用的成员函数，在之后的文章中将会使用到：

   //! returns true iff the matrix data is continuous // (i.e. when there are no gaps between successive rows). // similar to CV_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：

   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：

   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

4. 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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