OpenCV之矩阵维度和通道详解

今天发现对OpenCV的矩阵维度和通道还不太理解，所以有必要花点时间整理一下这两个点。

OpenCV中图像的通道可以是1、2、3和4。其中常见的是1通道和3通道，2通道和4通道不常见。

1通道的是灰度图
2通道的图像是RGB555和RGB565。2通道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。RGB是16位的，2个字节（5+6+5），第一个字节的前5位是R，后三位+第二个字节是G，第二个字节后5位是B，可见对原图进行压缩了。
3通道的是彩色图像，比如RGB图像
4通道的图像是RGBA，是RGB加上一个A通道，也叫alpha通道，表示透明度。PNG图像是一种典型的4通道图像。alpha通道可以赋值0到1，或者0到255，表示透明到不透明。

维度：就是我们平常所说的坐标轴。二维：x,y。。三维：x,y,z。。

通道：就是某一坐标表示的数组有多少个。比如单通道：P[0][0]=10，在坐标（0,0）处只表示一个数组。同理双通道：P[0][0]={10,15}，那么就是双通道。我们常用的RBG（255,255,255）就是三通道。

float P[18]={10,15,20,25,30,35,

             40,45,50,55,60,65,

             70,75,80,85,90,95};

//上面是3行6列的数组。

3行6列的数组:通道1指的是：每一个坐标都只有一个值。

通道2指的是：每一个坐标上都有两个值。且这两个值是由矩阵的相邻两个数据组成的。

通道3指的是：每一个座标上都由矩阵中的三个相邻的数据组成的。例如彩色图像的RGB格式，每一个像素点上都有三个数据，分别代表Red Green Bluen 红绿蓝三种颜色的深浅度。

那么在opencv下如何表示单通道还是多通道？

cvInitMatHeader(&mat,3,6,CV_32FC1,P); //P就是上面的那个数组

此函数的第四参数：CV_32FC1--------32表示32位，FC表示通道，1表示单通道（若2表示双通道）。

常用的函数如下：

cvGet*D,cvSet*D
cvGetReal1D,cvGetReal2D,cvGetReal3D,cvGetRealND
cvGet1D,cvGet2D,cvGet3D，cvGetND
cvSet*D 也有相应的函数系列
这些函数的缺点是：效率低
具有Real的函数只用在单通道。
cvGet1D,cvGet2D等。----2D表示维度。只用x、y坐标轴使用cvGet2D；有x、y、z坐标轴就使用cvGet3D。

实例：

单通道：下例用cvGetReal2D进行数据访问：

#include <highgui.h>

int main()
{
	float P[18] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18 };

	CvMat mat;
	cvInitMatHeader(&mat, 3, 6, CV_32FC1, P);
	for (int y = 0; y<mat.rows; ++y)
	{
		for (int x = 0; x<mat.cols; ++x)
		{
			float Value = cvGetReal2D(&mat, y, x);
			printf("%f  ", Value);
		}
		printf("\n");
	}
	system("pause");
	return 0;
}

多通道：某一坐标的值都由多个数值组成，如颜色图像RGB；下例用cvGet2D对数据进行访问：

#include <highgui.h>

int main()
{
	float P[18] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18 };

	CvMat mat;
	cvInitMatHeader(&mat, 3, 3, CV_32FC2, P);

	for (int y = 0; y < mat.rows; y++)
	{
		for (int x = 0; x < mat.cols; x++)
		{
			CvScalar value = cvGet2D(&mat, y, x);
			printf("(%5.2f, %5.2f)   ", value.val[0], value.val[1]);
		}
		printf("\n");
	}
	system("pause");
	return 0;
}

补充：用cvGet1D可以访问数据，但是这种方式太慢，因此可以观察数据在内存中的位置而直接访问内存即可：

#include <highgui.h>

int main()
{
	float P[18] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18 };

	CvMat mat;
	cvInitMatHeader(&mat, 3, 3, CV_32FC2, P);

	for (int y = 0; y < mat.rows; y++)
	{
		for (int x = 0; x < mat.cols; x++)
		{
			float * pData = (float*)(mat.data.ptr + mat.step * x + y * sizeof(CV_32FC2));
			printf("(%5.2f, %5.2f)   ", pData[0], pData[1]);
		}
		printf("\n");
	}
	getchar();
	return 0;
}

至此，对OpenCV矩阵的维度和通道，尤其是通道有了更加深刻的理解，原来通道类比数组还是很好理解的，对其数据访问也算是入门了。

革命尚未成功，同志仍需努力。

OpenCV之矩阵维度和通道详解

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