OpenCV中Mat的基本要素

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OpenCV 中的 Mat 类

Mat 是英文单词矩阵（matrix）的缩写。

Mat 类是 OpenCV 中最核心的类，所有计算机视觉的处理都要先转换为 Mat 类，然后调用库函数实现。

Mat类包含在头文件core.hpp中：

#include <opencv2/core/core.hpp>   /* OpenCV 2 */
#include <opencv2/core.hpp>        /* OpenCV 3 */

Mat 类的四个基本要素

Mat 类的四个基本要素为：

1. 行数（rows）
2. 列数（cols）
3. 通道数（channels）
4. 数据类型（type）

在 C++ 中查看Mat类的四要素

#include <iostream>
using namespace std;

#include <opencv2/core.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>
using namespace cv;

int main(int argc, char **argv)
{
	Mat img = imread( "path", IMREAD_COLOR );  /* path为图片的路径 */
	cout << "rows:" << img.rows << endl;
	cout << "cols:" << img.cols << endl;
	cout << "channels:" << img.channels() << endl;
	cout << img.type() << endl;
    retrurn 0;
}

行数

Mat的行数对应图片的宽

列数

Mat的列数对应图片的长

通道数

Mat的通道数就是图片的通道数。

常见的通道数为1、3、4。

灰度图（黑白图片）通道数为1，
没有透明度的彩色图片通道数为3，
有透明度的彩色图片的通道数为4。

数据类型

Mat 的数据类型体现在3个方面：

1. 编码类型（整形、浮点型）
2. 长度类型（8位、16位、32位、64位）
3. 符号类型（有符号、无符号）

排列组合后一共有7种类型：

#define  CV_8U    0
#define  CV_8S    1
#define  CV_16U   2
#define  CV_16S   3
#define  CV_32S   4
#define  CV_32F   5
#define  CV_64F   6

行列数变换

行列数的变换对应图片的放大缩小，在 OpenCV3 中，可以调用函数 resize() 实现。

1. 函数原型（opencv2/imgproc.hpp）

 void resize( InputArray src, OutputArray dst,
              Size dsize, double fx = 0, double fy = 0,
              int interpolation = INTER_LINEAR );

2. 函数说明

函数用于缩放图片矩阵。
可以固定长宽的拉伸缩放，也可以固定比列缩放。
放大图片时需用到插值算法，可选的插值算法有：
    1. 最近邻插值（nearest neighbor interpolation）
    2. 双线性插值（bilinear interpolation）
    3. 双三次插值（bicubic interpolation）
    4. 基于像素区域关系（resampling using pixel area relation）
    5. 兰索斯插值（Lanczos interpolation）

3. 参数说明

@param src             输入图像矩阵
@param dst             输出图像矩阵
@param dsize           输出图像大小
@param fx              水平方向上缩放比列
@param fy              垂直方向上缩放比列
@param interpolation   插值方法。由枚举类型InterpolationFlags定义。

4. 示例

dst 的大小已知的拉伸缩放：
     resize(src, dst, dst.size(), 0, 0, interpolation);
     
 dst 的大小由缩放比例决定：
     resize(src, dst, Size(), 0.5, 0.5, interpolation);

通道数变换

在图片输出时，通常会用到通道数变换和数据类型变换。cvtColor()实现。

1. 函数原型（opencv2/imgproc.hpp）

void cvtColor( InputArray src, OutputArray dst, int code, int dstCn = 0 );

2. 函数说明

将输入图片转换成其他通道类型。

3. 参数说明

@param src    输入图片矩阵，编码类型只能是8U,16U,32F中的一个
@param dst    输出图片矩阵，size和depth和输入图片一样
@param code   色彩空间转换规则，在枚举类型ColorConversionCodes中定义
@param dstCn  输出目标通道数，在code确定时可忽略

4. 示例

Mat img = imread("path", IMREAD_COLORE);  /* 以3通道读取图片  */
img.convertTo(img, CV_8U);                /* 确保数据类型为8U */
cvtColor(img, img, COLOR_RGB2RGBA);       /* 增加一条透明通道 */

数据类型变换

Mat::convertTo()是一条动态函数，可以用于数据类型变换。

1. 函数原型（opencv2/core.hpp）

void convertTo( OutputArray m, int rtype, double alpha=1, double beta=0 ) const;

2. 函数说明

通过rtype，将输入图片转换成其他数据类型。
通过alpha和beta，调整图片亮度

3. 参数说明

@param m       输出矩阵。
@param rtype   变换后类型。
@param alpha   RGB曲线斜率变换系数
@param beta    RGB曲线平移变换系数

4. 示例

Mat img = imread("path", IMREAD_COLORE);  /* 以3通道读取图片 */
img.convertTo(img, CV_8U);                /* 每条通道深度为8 */