OpenCV（cv::Mat::convertTo()）
cv::Mat::convertTo() 是 OpenCV 中用于将图像或矩阵转换为另一种数据类型的函数。同时还可以执行线性变换（缩放和偏移）。
1. 函数原型
void cv::Mat::convertTo(OutputArray dst, int rtype, double alpha = 1, double beta = 0) const;
参数：
dst(输出参数): 目标输出矩阵或图像，数据类型由rtype决定。rtype: 输出矩阵的类型，通常使用CV_8U,CV_16U,CV_32F,CV_64F等标识符。如果rtype为-1，则表示输出矩阵将与输入矩阵的数据类型相同。alpha: 缩放因子，表示输出值会乘以该因子（默认值为1）。beta: 偏移量，表示输出值会加上该偏移量（默认值为0）。
2. 工作原理
cv::Mat::convertTo() 的功能：
-
数据类型转换: 将输入的矩阵或图像转换为指定的目标数据类型。
-
线性变换: 对每个像素进行线性变换，应用公式如下：
\[\text{dst}(x, y) = \alpha \times \text{src}(x, y) + \beta \]src(x, y)为输入矩阵中(x, y)坐标下的像素值。dst(x, y)为输出矩阵中(x, y)坐标下的像素值。alpha是缩放因子，beta是偏移量。
3. 示例
- 基本使用：将浮点图像转换为 8 位无符号整数图像，并将每个像素值缩放到
[0, 255]范围内。
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main() {
// 读取浮点图像
Mat img = imread("image.png", IMREAD_GRAYSCALE);
img.convertTo(img, CV_32F, 1.0 / 255.0); // 将像素值转换为0-1范围内的浮点数
// 转换回8位图像，缩放回0-255范围
Mat result;
img.convertTo(result, CV_8U, 255);
imshow("Result", result);
waitKey(0);
return 0;
}
- 应用线性变换：同时执行数据类型转换和线性变换。例如，将浮点图像缩放为 0 到 255 范围，并应用偏移量。
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main() {
// 创建一个浮点矩阵
Mat img = (Mat_<float>(2, 2) << 0.5, 1.0, 1.5, 2.0);
// 转换为8位无符号整数，并缩放为0-255范围，加上偏移量50
Mat result;
img.convertTo(result, CV_8U, 100, 50); // result = img * 100 + 50
std::cout << "Result:\n" << result << std::endl;
return 0;
}
Result:
[100, 150;
200, 250]
3.1 参数应用
alpha: 用于调整图像的亮度和对比度。例如，将图像的亮度增加可以通过调整beta实现，而改变对比度则可以通过调整alpha实现。beta: 可以用于将图像进行偏移，通常在调整亮度时使用。例如，增加beta会使图像整体变亮，而减少beta会使图像变暗。
4. 典型应用
-
图像缩放：
cv::Mat::convertTo()常用于将图像数据从一种类型转换到另一种类型，同时进行缩放。例如，从浮点类型转换到 8 位无符号整数类型（CV_8U），或从 16 位整数转换到浮点类型（CV_32F）。 -
亮度和对比度调整：通过调整
alpha和beta来调节图像的亮度和对比度。例如，增加alpha会使图像的对比度更高，而增加beta会使图像更亮。 -
数据类型转换：在图像处理的不同阶段，可能需要将图像从一种数据类型转换为另一种类型。例如，将输入图像转换为浮点数进行滤波处理，最后再转换回 8 位整数进行显示。
5. 总结
cv::Mat::convertTo() 是一个多功能函数，它不仅可以用来进行数据类型的转换，还能对图像进行线性变换，如缩放和加偏移操作。在图像处理中，该函数用于从浮点数、16 位整数等数据类型转换到 8 位无符号整数的常见任务，也可以用于调节图像的亮度和对比度。
6. convertTo() 与 setTo() 的区别
cv::Mat::setTo(): 主要用于将图像的像素值设置为一个固定的值，可以选择性地用掩码控制赋值范围。cv::Mat::convertTo(): 主要用于图像的类型转换和执行线性变换（缩放和偏移），多用于数据格式的转换和亮度、对比度的调整。
两者的作用不同，setTo 是用来直接设置像素值，而 convertTo 则是用于像素值的转换和变换。
