OpenCV基础篇之Mat数据结构
OpenCV基础篇之Mat数据结构
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程序及分析1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253/*
* 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;
int
main(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;
return
0;
}
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,
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637class 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
1Mat(
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
1Mat(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:
1234//!
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:
12345678910long 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:
1234M.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
。