参考博客:

OpenCv中cv::Mat和IplImage,CvMat之间的转换

Mat - 基本图像容器

Mat类型较CvMat和IplImage有更强的矩阵运算能力,支持常见的矩阵运算(参照Matlab中的各种矩阵运算),所以将IplImage类型和CvMat类型转换为Mat类型更易于数据处理。

关于 Mat ,首先要知道的是你不必再手动地(1)为其开辟空间(2)在不需要时立即将空间释放。但手动地做还是可以的:大多数OpenCV函数仍会手动地为输出数据开辟空间。当传递一个已经存在的 Mat 对象时,开辟好的矩阵空间会被重用。也就是说,我们每次都使用大小正好的内存来完成任务。

基本上讲 Mat 是一个类,由两个数据部分组成:矩阵头(包含矩阵尺寸,存储方法,存储地址等信息)和一个指向存储所有像素值的矩阵(根据所选存储方法的不同矩阵可以是不同的维数)的指针。矩阵头的尺寸是常数值,但矩阵本身的尺寸会依图像的不同而不同,通常比矩阵头的尺寸大数个数量级。因此,当在程序中传递图像并创建拷贝时,大的开销是由矩阵造成的,而不是信息头。

为了解决图像传输拖程序速度,OpenCV使用引用计数机制。其思路是让每个 Mat 对象有自己的信息头,但共享同一个矩阵。这通过让矩阵指针指向同一地址而实现。而拷贝构造函数则 只拷贝信息头和矩阵指针 ,而不拷贝矩阵。

Mat对象操作:

1、创建Mat类对象

Mat A, C;                                 // 只创建信息头部分
A = imread(argv[1], CV_LOAD_IMAGE_COLOR); // 这里为矩阵开辟内存 Mat B(A); // 使用拷贝构造函数
C = A; // 赋值运算符

2、创建ROI的信息头

Mat D (A, Rect(10, 10, 100, 100) ); // using a rectangle
Mat E = A(Range:all(), Range(1,3)); // using row and column boundaries

3、矩阵的拷贝

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

总结:

  • OpenCV函数中输出图像的内存分配是自动完成的(如果不特别指定的话)。
  • 使用OpenCV的C++接口时不需要考虑内存释放问题。
  • 赋值运算符和拷贝构造函数( ctor )只拷贝信息头。
  • 使用函数 clone() 或者 copyTo() 来拷贝一副图像的矩阵。

 

像素值的存储

颜色空间:

指对一个给定的颜色,如何组合颜色元素以对其编码。最简单的颜色空间要属灰度级空间,只处理黑色和白色,对它们进行组合可以产生不同程度的灰色。

对于 彩色 方式则有更多种类的颜色空间,但不论哪种方式都是把颜色分成三个或者四个基元素,通过组合基元素可以产生所有的颜色。RGB颜色空间是最常用的一种颜色空间,这归功于它也是人眼内部构成颜色的方式。它的基色是红色、绿色和蓝色,有时为了表示透明颜色也会加入第四个元素 alpha (A)。

  • RGB是最常见的,这是因为人眼采用相似的工作机制,它也被显示设备所采用。
  • HSV和HLS把颜色分解成色调、饱和度和亮度/明度。这是描述颜色更自然的方式,比如可以通过抛弃最后一个元素,使算法对输入图像的光照条件不敏感。
  • YCrCb在JPEG图像格式中广泛使用。
  • CIE L*a*b*是一种在感知上均匀的颜色空间,它适合用来度量两个颜色之间的 距离 。

存储类型:

每个组成元素都有其自己的定义域,取决于其数据类型。如何存储一个元素决定了我们在其定义域上能够控制的精度。最小的数据类型是char ,占一个字节或者8位,可以是有符号型(0到255之间)或无符号型(-127到+127之间)。尽管使用三个 char 型元素已经可以表示1600万种可能的颜色(使用RGB颜色空间),但若使用float(4字节,32位)或double(8字节,64位)则能给出更加精细的颜色分辨能力。但同时也要切记增加元素的尺寸也会增加了图像所占的内存空间。

int flags;  

int dims;    矩阵的维度(>=2)

int rows, cols;   矩阵行列值( 对二维矩阵而言,超过二维赋值为(-1,-1) )

uchar *data;   数据指针

int* refcount;  引用计数,当矩阵指针指向用户分配的数据,指针为NULL(?)

uchar* datastart; 设定ROI区域空间的三个指针
uchar* dataend;
uchar* datalimit;

MatAllocator* allocator;   custom allocator(?)

MSize size;    
MStep step;  每行数据字节数

 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=); //! 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);
//! builds matrix from std::vector with or without copying the data
template<typename _Tp> explicit Mat(const vector<_Tp>& vec, bool copyData=false);
//! builds matrix from cv::Vec; the data is copied by default
template<typename _Tp, int n> explicit Mat(const Vec<_Tp, n>& vec, bool copyData=true);
//! builds matrix from cv::Matx; the data is copied by default
template<typename _Tp, int m, int n> explicit Mat(const Matx<_Tp, m, n>& mtx, bool copyData=true);
//! builds matrix from a 2D point
template<typename _Tp> explicit Mat(const Point_<_Tp>& pt, bool copyData=true);
//! builds matrix from a 3D point
template<typename _Tp> explicit Mat(const Point3_<_Tp>& pt, bool copyData=true);
//! builds matrix from comma initializer
template<typename _Tp> explicit Mat(const MatCommaInitializer_<_Tp>& commaInitializer); //! download data from GpuMat
explicit Mat(const gpu::GpuMat& m); //! destructor - calls release()
~Mat();
//! assignment operators
Mat& operator = (const Mat& m);
Mat& operator = (const MatExpr& expr); //! returns a new matrix header for the specified row
Mat row(int y) const;
//! returns a new matrix header for the specified column
Mat col(int x) const;
//! ... for the specified row span
Mat rowRange(int startrow, int endrow) const;
Mat rowRange(const Range& r) const;
//! ... for the specified column span
Mat colRange(int startcol, int endcol) const;
Mat colRange(const Range& r) const;
//! ... for the specified diagonal
// (d=0 - the main diagonal,
// >0 - a diagonal from the lower half,
// <0 - a diagonal from the upper half)
Mat diag(int d=) const;
//! constructs a square diagonal matrix which main diagonal is vector "d"
static Mat diag(const Mat& d); //! returns deep copy of the matrix, i.e. the data is copied
Mat clone() const;
//! copies the matrix content to "m".
// It calls m.create(this->size(), this->type()).
void copyTo( OutputArray m ) const;
//! copies those matrix elements to "m" that are marked with non-zero mask elements.
void copyTo( OutputArray m, InputArray mask ) const;
//! converts matrix to another datatype with optional scalng. See cvConvertScale.
void convertTo( OutputArray m, int rtype, double alpha=, double beta= ) const; void assignTo( Mat& m, int type=- ) const; //! sets every matrix element to s
Mat& operator = (const Scalar& s);
//! sets some of the matrix elements to s, according to the mask
Mat& setTo(InputArray value, InputArray mask=noArray());
//! creates alternative matrix header for the same data, with different
// number of channels and/or different number of rows. see cvReshape.
Mat reshape(int cn, int rows=) const;
Mat reshape(int cn, int newndims, const int* newsz) const; //! matrix transposition by means of matrix expressions
MatExpr t() const;
//! matrix inversion by means of matrix expressions
MatExpr inv(int method=DECOMP_LU) const;
//! per-element matrix multiplication by means of matrix expressions
MatExpr mul(InputArray m, double scale=) const; //! computes cross-product of 2 3D vectors
Mat cross(InputArray m) const;
//! computes dot-product
double dot(InputArray m) const; //! Matlab-style matrix initialization
static MatExpr zeros(int rows, int cols, int type);
static MatExpr zeros(Size size, int type);
static MatExpr zeros(int ndims, const int* sz, int type);
static MatExpr ones(int rows, int cols, int type);
static MatExpr ones(Size size, int type);
static MatExpr ones(int ndims, const int* sz, int type);
static MatExpr eye(int rows, int cols, int type);
static MatExpr eye(Size size, int type); //! allocates new matrix data unless the matrix already has specified size and type.
// previous data is unreferenced if needed.
void create(int rows, int cols, int type);
void create(Size size, int type);
void create(int ndims, const int* sizes, int type); //! increases the reference counter; use with care to avoid memleaks
void addref();
//! decreases reference counter;
// deallocates the data when reference counter reaches 0.
void release(); //! deallocates the matrix data
void deallocate();
//! internal use function; properly re-allocates _size, _step arrays
void copySize(const Mat& m); //! reserves enough space to fit sz hyper-planes
void reserve(size_t sz);
//! resizes matrix to the specified number of hyper-planes
void resize(size_t sz);
//! resizes matrix to the specified number of hyper-planes; initializes the newly added elements
void resize(size_t sz, const Scalar& s);
//! internal function
void push_back_(const void* elem);
//! adds element to the end of 1d matrix (or possibly multiple elements when _Tp=Mat)
template<typename _Tp> void push_back(const _Tp& elem);
template<typename _Tp> void push_back(const Mat_<_Tp>& elem);
void push_back(const Mat& m);
//! removes several hyper-planes from bottom of the matrix
void pop_back(size_t nelems=); //! locates matrix header within a parent matrix. See below
void locateROI( Size& wholeSize, Point& ofs ) const;
//! moves/resizes the current matrix ROI inside the parent matrix.
Mat& adjustROI( int dtop, int dbottom, int dleft, int dright );
//! extracts a rectangular sub-matrix
// (this is a generalized form of row, rowRange etc.)
Mat operator()( Range rowRange, Range colRange ) const;
Mat operator()( const Rect& roi ) const;
Mat operator()( const Range* ranges ) const; //! converts header to CvMat; no data is copied
operator CvMat() const;
//! converts header to CvMatND; no data is copied
operator CvMatND() const;
//! converts header to IplImage; no data is copied
operator IplImage() const; template<typename _Tp> operator vector<_Tp>() const;
template<typename _Tp, int n> operator Vec<_Tp, n>() const;
template<typename _Tp, int m, int n> operator Matx<_Tp, m, n>() const; //! 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; //! returns true if the matrix is a submatrix of another matrix
bool isSubmatrix() const; //! returns element size in bytes,
// similar to CV_ELEM_SIZE(cvmat->type)
size_t elemSize() const;
//! returns the size of element channel in bytes.
size_t elemSize1() const;
//! returns element type, similar to CV_MAT_TYPE(cvmat->type)
int type() const;
//! returns element type, similar to CV_MAT_DEPTH(cvmat->type)
int depth() const;
//! returns element type, similar to CV_MAT_CN(cvmat->type)
int channels() const;
//! returns step/elemSize1()
size_t step1(int i=) const;
//! returns true if matrix data is NULL
bool empty() const;
//! returns the total number of matrix elements
size_t total() const; //! returns N if the matrix is 1-channel (N x ptdim) or ptdim-channel (1 x N) or (N x 1); negative number otherwise
int checkVector(int elemChannels, int depth=-, bool requireContinuous=true) const; //! returns pointer to i0-th submatrix along the dimension #0
uchar* ptr(int i0=);
const uchar* ptr(int i0=) const; //! returns pointer to (i0,i1) submatrix along the dimensions #0 and #1
uchar* ptr(int i0, int i1);
const uchar* ptr(int i0, int i1) const; //! returns pointer to (i0,i1,i3) submatrix along the dimensions #0, #1, #2
uchar* ptr(int i0, int i1, int i2);
const uchar* ptr(int i0, int i1, int i2) const; //! returns pointer to the matrix element
uchar* ptr(const int* idx);
//! returns read-only pointer to the matrix element
const uchar* ptr(const int* idx) const; template<int n> uchar* ptr(const Vec<int, n>& idx);
template<int n> const uchar* ptr(const Vec<int, n>& idx) const; //! template version of the above method
template<typename _Tp> _Tp* ptr(int i0=);
template<typename _Tp> const _Tp* ptr(int i0=) const; template<typename _Tp> _Tp* ptr(int i0, int i1);
template<typename _Tp> const _Tp* ptr(int i0, int i1) const; template<typename _Tp> _Tp* ptr(int i0, int i1, int i2);
template<typename _Tp> const _Tp* ptr(int i0, int i1, int i2) const; template<typename _Tp> _Tp* ptr(const int* idx);
template<typename _Tp> const _Tp* ptr(const int* idx) const; template<typename _Tp, int n> _Tp* ptr(const Vec<int, n>& idx);
template<typename _Tp, int n> const _Tp* ptr(const Vec<int, n>& idx) const; //! the same as above, with the pointer dereferencing
template<typename _Tp> _Tp& at(int i0=);
template<typename _Tp> const _Tp& at(int i0=) const; template<typename _Tp> _Tp& at(int i0, int i1);
template<typename _Tp> const _Tp& at(int i0, int i1) const; template<typename _Tp> _Tp& at(int i0, int i1, int i2);
template<typename _Tp> const _Tp& at(int i0, int i1, int i2) const; template<typename _Tp> _Tp& at(const int* idx);
template<typename _Tp> const _Tp& at(const int* idx) const; template<typename _Tp, int n> _Tp& at(const Vec<int, n>& idx);
template<typename _Tp, int n> const _Tp& at(const Vec<int, n>& idx) const; //! special versions for 2D arrays (especially convenient for referencing image pixels)
template<typename _Tp> _Tp& at(Point pt);
template<typename _Tp> const _Tp& at(Point pt) const; //! template methods for iteration over matrix elements.
// the iterators take care of skipping gaps in the end of rows (if any)
template<typename _Tp> MatIterator_<_Tp> begin();
template<typename _Tp> MatIterator_<_Tp> end();
template<typename _Tp> MatConstIterator_<_Tp> begin() const;
template<typename _Tp> MatConstIterator_<_Tp> end() const; enum { MAGIC_VAL=0x42FF0000, AUTO_STEP=, CONTINUOUS_FLAG=CV_MAT_CONT_FLAG, SUBMATRIX_FLAG=CV_SUBMAT_FLAG }; /*! includes several bit-fields:
- the magic signature
- continuity flag
- depth
- number of channels
*/
int flags;
//! the matrix dimensionality, >= 2
int dims;
//! the number of rows and columns or (-1, -1) when the matrix has more than 2 dimensions
int rows, cols;
//! pointer to the data
uchar* data; //! pointer to the reference counter;
// when matrix points to user-allocated data, the pointer is NULL
int* refcount; //! helper fields used in locateROI and adjustROI
uchar* datastart;
uchar* dataend;
uchar* datalimit; //! custom allocator
MatAllocator* allocator; struct CV_EXPORTS MSize
{
MSize(int* _p);
Size operator()() const;
const int& operator[](int i) const;
int& operator[](int i);
operator const int*() const;
bool operator == (const MSize& sz) const;
bool operator != (const MSize& sz) const; int* p;
}; struct CV_EXPORTS MStep
{
MStep();
MStep(size_t s);
const size_t& operator[](int i) const;
size_t& operator[](int i);
operator size_t() const;
MStep& operator = (size_t s); size_t* p;
size_t buf[];
protected:
MStep& operator = (const MStep&);
}; MSize size;
MStep step; protected:
void initEmpty();
};

OpenCV MAT基本图像容器的更多相关文章

  1. OpenCV Mat - 基本图像容器

    Mat 在2001年刚刚出现的时候,OpenCV基于 C 语言接口而建.为了在内存(memory)中存放图像,当时采用名为 IplImage 的C语言结构体,时至今日这仍出现在大多数的旧版教程和教学材 ...

  2. [学习OpenCV攻略][013][Mat - 基本图像容器]

    Mat 是一个类,由两个数据部分组成:矩阵头(包含矩阵尺寸,存储方法,存储地址等信息)和一个指向存储所有像素值的矩阵(根据所选存储方法的不同矩阵可以是不同的维数)的指针. 矩阵属于多个 Mat 对象, ...

  3. MFC:CImage显示OpenCV:Mat矩阵图像

    *************************************/ //1.读入Mat矩阵(cvMat一样),Mat img=imread("*.*");//cvLoad ...

  4. opencv学习笔记(九)Mat 访问图像像素的值

    对图像的像素进行访问,可以实现空间增强,反色,大部分图像特效系列都是基于像素操作的.图像容器Mat是一个矩阵的形式,一般情况下是二维的.单通道灰度图一般存放的是<uchar>类型,其数据存 ...

  5. 快速遍历OpenCV Mat图像数据的多种方法和性能分析 | opencv mat for loop

    本文首发于个人博客https://kezunlin.me/post/61d55ab4/,欢迎阅读! opencv mat for loop Series Part 1: compile opencv ...

  6. opencv提取截获图像(总结摘来)

    opencv提取截获图像(总结摘来) http://blog.csdn.net/wuxiaoyao12/article/details/7305865 版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转 ...

  7. opencv学习笔记-图像对比度、亮度调节

    在数学中我们学过线性理论,在图像亮度和对比度调节中同样适用,看下面这个公式: 在图像像素中其中: 参数f(x)表示源图像像素. 参数g(x) 表示输出图像像素. 参数a(需要满足a>0)被称为增 ...

  8. OpenCV——Mat,IplImage,CvMat类型转换

    Mat,cvMat和IplImage这三种类型都可以代表和显示图像,三者区别如下 Mat类型侧重于计算,数学性较高,openCV对Mat类型的计算也进行了优化. 而CvMat和IplImage类型更侧 ...

  9. OpenCV Mat数据类型及位数总结(转载)

    OpenCV Mat数据类型及位数总结(转载) 前言 opencv中很多数据结构为了达到內存使用的最优化,通常都会用它最小上限的空间来分配变量,有的数据结构也会因为图像文件格式的关系而给予适当的变量, ...

随机推荐

  1. Request 请求页面的地址路径获取

    Request.ApplicationPath: /testweb Request.CurrentExecutionFilePath: /testweb/default.aspx Request.Fi ...

  2. java 多线程

    1.继承Thread类实现多线程继承Thread类的方法尽管被我列为一种多线程实现方式,但Thread本质上也是实现了Runnable接口的一个实例,它代表一个线程的实例,并且,启动线程的唯一方法就是 ...

  3. .net core 学习笔记(1)-分页控件的使用

    最近有个小项目,用.net core开发练练手,碰到的第一个问题就是分页控件的问题,自己写太费时间,上网查了下,发现有人已经封装好了的,就拿过来用了,分页控件github:https://github ...

  4. C语言程序设计第10堂作业

    一.本次课主要内容: 本次课程学习数组,一种最基本的构造类型,它是一组相同类型数据的有序集合.数组中的元素在内存中连续存放,每个元素都属于同一种数据类型,用数组名和下标可以唯一地确定数组元素: (1) ...

  5. TOMCAT运行一段时间后网页无响应或连不上,TOMCAT无错误日志

    解决方法:修改 tomcat 的 java options 参数1)增加java options参数-Xmn384m-XX:MaxPermSize=128m-XX:+UseConcMarkSweepG ...

  6. join()方法之我见

    JavaScript join() 方法 定义和用法 join() 方法用于把数组中的所有元素放入一个字符串. 元素是通过指定的分隔符进行分隔的. 语法 arrayObject.join(separa ...

  7. 在oracle中通过connect by prior来实现递归查询!

    注明:该文章为引用别人的文章,链接为:http://blog.csdn.net/apicescn/article/details/1510922 ,本人记录下来只是为了方便查看 原文: connect ...

  8. c# txt文件的读写

    在公司实习,任务不太重,总结一下c#关于txt文件的读写,以便以后有用到的时候可以查看一下.如果有写得不完整的地方还请补充 说明:本人C#水平可能初级都谈不上,高手轻喷,参考:http://www.c ...

  9. 在web中使用windows控件,实现摄像头功能

    最近做的一个Web版的视频会议项目,需要在网页中播放来自远程摄像头采集的实时视频,我们已经有了播放远程实时视频的使用C#编写的windows控件,如何将其嵌入到网页中去了?这需要使用一种古老的技术,A ...

  10. 常见的getchar 与EOF的问题

    代码中常有类似的如下的输入循环 char  c; while((c=getchar())!=EOF).... 如果输入 字符+换行时,循环的代码会执行两次,主要是换行键作为字符存到了缓存队列中,第一次 ...