opencv-图像类型、深度、通道

转自：图像类型   与  opencv中图像基础（大小，深度，通道）

一、图像基本类型

在计算机中，按照颜色和灰度的多少可以将图像分为四种基本类型。

　　1. 二值图像

　　2. 灰度图像

　　3. 索引图像

　　4. 真彩色RGB图像

1. 二值图像

一幅二值图像的二维矩阵仅由0、1两个值构成，“0”代表黑色，“1”代白色。由于每一像素（矩阵中每一元素）取值仅有0、1两种可能，所以计算机中二值图像的数据类型通常为1个二进制位。二值图像通常用于文字、线条图的扫描识别（OCR）和掩膜图像的存储。

2. 灰度图像

灰度图像矩阵元素的取值范围通常为[0，255]。因此其数据类型一般为8位无符号整数的（int8），这就是人们经常提到的256灰度图像。“0”表示纯黑色，“255”表示纯白色，中间的数字从小到大表示由黑到白的过渡色。在某些软件中，灰度图像也可以用双精度数据类型（double）表示，像素的值域为[0，1]，0代表黑色，1代表白色，0到1之间的小数表示不同的灰度等级。二值图像可以看成是灰度图像的一个特例。

3. 索引图像

索引图像的文件结构比较复杂，除了存放图像的二维矩阵外，还包括一个称之为颜色索引矩阵MAP的二维数组。MAP的大小由存放图像的矩阵元素值域决定，如矩阵元素值域为[0，255]，则MAP矩阵的大小为256Ⅹ3，用MAP=[RGB]表示。MAP中每一行的三个元素分别指定该行对应颜色的红、绿、蓝单色值，MAP中每一行对应图像矩阵像素的一个灰度值，如某一像素的灰度值为64，则该像素就与MAP中的第64行建立了映射关系，该像素在屏幕上的实际颜色由第64行的[RGB]组合决定。也就是说，图像在屏幕上显示时，每一像素的颜色由存放在矩阵中该像素的灰度值作为索引通过检索颜色索引矩阵MAP得到。索引图像的数据类型一般为8位无符号整形（int8），相应索引矩阵MAP的大小为256Ⅹ3，因此一般索引图像只能同时显示256种颜色，但通过改变索引矩阵，颜色的类型可以调整。索引图像的数据类型也可采用双精度浮点型（double）。索引图像一般用于存放色彩要求比较简单的图像，如Windows中色彩构成比较简单的壁纸多采用索引图像存放，如果图像的色彩比较复杂，就要用到RGB真彩色图像。

4. 真彩色RGB图像

RGB图像与索引图像一样都可以用来表示彩色图像。与索引图像一样，它分别用红（R）、绿（G）、蓝（B）三原色的组合来表示每个像素的颜色。但与索引图像不同的是，RGB图像每一个像素的颜色值（由RGB三原色表示）直接存放在图像矩阵中，由于每一像素的颜色需由R、G、B三个分量来表示，M、N分别表示图像的行列数，三个M x N的二维矩阵分别表示各个像素的R、G、B三个颜色分量。RGB图像的数据类型一般为8位无符号整形，通常用于表示和存放真彩色图像，当然也可以存放灰度图像。

灰度图像按行列存储，每列仅含一个通道
 
 
  

RGB图像存储方式如下，每列含有三个通道（注意：通道的顺序是 BGR 而不是 RGB）

  

通常情况，内存足够大的话，图像的每一行是连续存放的，也就是在内存上图像的所有数据存放成一行，这中情况在访问时可以提供很大方便。

可以用 isContinuous()函数来判断图像数组是否为连续的。

 

二、图像基础（大小，深度，通道）

创建图像包含三个元素：

图像的大小；  图像的深度；  图像的通道；

1、图像的位深度及其取值范围: src.depth()

Mat类型：

–      CV_<bit_depth>(S|U|F)C<number_of_channels>

S = 符号整型  U = 无符号整型  F = 浮点型

E.g.：

CV_8UC1 是指一个8位无符号整型单通道矩阵,

CV_32FC2是指一个32位浮点型双通道矩阵。

CV_8UC1           CV_8SC1          CV_16U C1       CV_16SC1 
CV_8UC2           CV_8SC2          CV_16UC2        CV_16SC2 
CV_8UC3           CV_8SC3          CV_16UC3        CV_16SC3 
CV_8UC4           CV_8SC4          CV_16UC4        CV_16SC4 
CV_32SC1         CV_32FC1         CV_64FC1
CV_32SC2         CV_32FC2         CV_64FC2
CV_32SC3         CV_32FC3         CV_64FC3
CV_32SC4         CV_32FC4         CV_64FC4

depth 图像元素的位深度，可以是下面的其中之一：

IPLimage类型：

位深度                                                            取值范围

IPL_DEPTH_8U - 无符号8位整型                                     0--255

IPL_DEPTH_8S - 有符号8位整型                                  -128--127

IPL_DEPTH_16U - 无符号16位整型                                   0--65535

IPL_DEPTH_16S - 有符号16位整型                           -32768--32767

IPL_DEPTH_32S - 有符号32位整型                                    0--65535

IPL_DEPTH_32F - 单精度浮点数                                     0.0--1.0

IPL_DEPTH_64F - 双精度浮点数                                      0.0--1.0

 

位深度转换原理：

如上，给出图像的位深度及其取值范围后，我们不难理解，要转换位深度本质上就是对原深度下的数据做线性变换，使原位深度下的最小值和最大值分别对应转换后位深度下的最小值和最大值。实现上述线性变换，我们可以用opencv库函数cvConvertScale。

cvConvertScale函数简介

函数说明： cvConvertScale( const CvArr* src, CvArr* dst, double scale CV_DEFAULT(1), double shift CV_DEFAULT(0) );

功能：使用线性变换转换数组

参数说明：  src  输入数组，dst   输出数组，scale 比例因子，shift 偏移量。

对应的线性变换公式：   dst(I)=src(I)*scale + (shift,shift,...)。

2、图像的大小：Size()

size包含两个参数：就是图像的宽度和高。 取图像的大小：src.size()

Size （宽，高）

3、图像的通道

Mat类型：  CV_<bit_depth>(S|U|F)C<number_of_channels>  中C就代表通道，后面的数字代表通道数。

1、比较通俗易懂的解释是：灰度图的通道数为1，彩色图的通道为3。基本上，描述一个像素点，如果是灰度，那么只需要一个数值来描述它，就是单通道。如果一个像素点，有RGB三种颜色来描述它，就是三通道。

2、4通道通常为RGBA，在某些处理中可能会用到。2通道图像不常见，通常在程序处理中会用到，如傅里叶变换，可能会用到，一个通道为实数，一个通道为虚数，主要是编程方便。还有一种情况就是16位图像，本来是3通道，但是为了减少数据量，压缩为16位，刚好两个通道，常见格式有RGB555或RGB565，也就是说R占5位，G占5或6位，B占5位，也有RGBA5551格式。古老的格式，不用也罢。

3、主要是有些摄像头常采用一些比较“古怪”的格式，没办法。补充一种情况，目前常见的一些摄像头喜欢采用YUV2等格式，格式如下YUYV，在处理的时候可以用4通道或者2通道来处理。如原格式为：Y1UY2V，插值成为Y1UV，Y2UV 就成两个彩色点了。YCrCb也有类似压缩情况。

描述一个像素点，如果是灰度，那么只需要一个数值来描述它，就是单通道。如果一个像素点，有RGB三种颜色来描述它，就是三通道。
windows的bmp有时候是一个四通道图像，R、G、B加上一个A通道，表示透明度。