1. Mat类简介
到 OpenCV2.X版本， OpenCV 开源库引入了面向对象编程思想，大量源代码用C++ 重写，Mat类（Matrix 缩写）是OpenCV 用于处理图像而引入的一个封装类。从功能上讲，Mat类在 IpIIamge 结构的基础上进一步增强，并且，由于引入C++ 高级编程特性，Mat类的扩展性大大提高，Mat 类的内容在后期的版本中不断丰富。查看Mat类的定义（OpenCV3.1\sources\modules\core\include\opencv2\core\mat.hpp），会发现其设计实现十分全面而具体，基本覆盖计算机视觉对于图像处理的基本要求。
因此，在当前的 OpenCV 开发中，Mat 可以说是最常见的数据单元，深入了解Mat 类对于 OpenCV 深入开发有着重大意义。
2. Mat 类常用成员函数和成员变量
Mat 类十分庞大，其涉及的成员函数和变量难以一一细数。在这里，仅学习记录其最常见的部分，以便日常使用。
2.1 构造函数
2.1.1 默认构造函数
cv::Mat::Mat()默认构造函数，生成一个矩阵并由 OpenCV 提供的函数（一般是 Mat::create() 和 cv::imread() ）来分配储存空间。Mat类可以分为两个部分： 矩阵头和指向像素数据的矩阵指针。
矩阵头 包括数字图像的矩阵尺寸、存储方法、存储地址和引用次数等。矩阵头的大小是一个常数，不会随着像素的大小而改变，但是保存图像像素数据的矩阵则会随着图像的大小而改变，通常数量会很大，比矩阵头大几个数量级。这样，在图像复制和传递过程中，主要的开销是由存放图像像素的矩阵而引起的。因此，OpenCV 使用了引用次数，当进行图像复制和传递时，不再复制整个Mat 数据，而只是复制矩阵头和指向像素矩阵的指针。例如：
cv::Mat a; //默认构造函数，创建矩阵头
a = cv::imread("test.jpg"); // 读入图像，矩阵指针指向该像素数据
cv::Mat b = a; //复制 上面的 a 和 b 有各自的矩阵头，但是其矩阵指针指向同一个矩阵，也就是其中任何一个改变了矩阵数据都会影响另一个。那么，多个 Mat 共用一个矩阵数据，最后谁来释放矩阵数据呢？ 这就是引用计数的作用，当 Mat 对象被复制一次，就会将引用数据加 1，而每销毁一个 Mat 对象（共用同一个矩阵数据）时引用计数会被减1，当引用计数为 0 时，矩阵数据会被清理。
2.1.2 常用的构造函数
1. 常用构造函数（1）
cv::Mat::Mat(int rows, int cols, int type)
重载的构造函数，这也是常用构造函数之一，在创建对象同时，提供矩阵的大小（rows 行数； cols 列数），以及存储类型（CV_ [每一项的位数] [有符号或无符号] [类型前缀] C [通道数]），该类型表示矩阵中每一个元素在计算机内存的存储类型，如CV_8UC3具体含义“3通道8位无符号数”。使用举例：
Mat src(10,10, CV_32FC3);
# 表示 src 是一个 10*10 的矩阵，且矩阵元素以32位float型存储2. 常用构造函数（2）
cv::Mat::Mat(Size size, int type)
# Size 类等效于一个成对数据， size::Size(cols, rows) 特别需要注意 cols 和 rows 的位置示例：
Mat src1(3, 4, CV_32FC3);
Mat src2(Size(3, 4), CV_32FC3);
cout << "src1.rows=" << src1.rows << " src1.cols=" << src1.cols <<endl;
cout << "src2.rows=" << src2.rows << " src2.cols=" << src2.cols << endl;
cout << "src1.size="<<src1.size() << endl <<"src2.size=" << src2.size() <<endl;
# 输出结果；
src1.rows=3 src1.cols=4
src2.rows=4 src2.cols=3
src1.size=[4 x 3]
src2.size=[3 x 4]Size 类的数据结构有点“反人类”，但这样做的好处是方便计算机内部的运算（比如OpenCV很多函数计算 Size 相关的数据也是按这个顺序来的），平时所说的分别率，也是Size的类型，比如屏幕的分别率 1440*900，其中 cols = 1440， rows = 900.
3. 常用构造函数（3）
cv::Mat::Mat(int ndims, const int* sizes, int type, const Scalar& s)该构造函数使用了 Scalar参数，作用是能够通过 Scalar 数据类来初始化元素值。例如，用来生成一张白色背景的图片：
Mat src(300, 400, CV_8UC3, Scalar(255,255,255));
imshow("test", src);4. 常用构造函数（4）
cv::Mat::Mat(const Mat & m)
# 引用 m 矩阵，注意，这里是引用值
2.2 成员函数
2.2.1 at 函数
at 函数的功能是访问矩阵元素，根据不同的使用场景，有多个重载函数可供选择。
如，访问一个二维的矩阵，可用 at 函数原型为：
Mat src =imread("test.jpg");
int elem = src.at<int>(0,0);
# 访问 test.jpg 图像的 (0, 0) 元素2.2.2 channels 函数
int cv::Mat::channels() const
# 返回图像的通道数
2.2.3 clone函数
Mat cv::Mat::clone() const
# 矩阵复制 这个函数很常用试比较
Mat image1 = imread("test.png",IMREAD_COLOR);
Mat image2 = image1;
此时， image2 得到的是 image1 的一个引用，是一种基于浅拷贝策略的赋值，即 image2 实际上指向的是 image1 的内存单元。当 image1 提前被释放掉的时候，image2 访问无效。
如果想要复制 image1 的数据内容，而不仅仅是指向，那么就需要用 clone 函数，该函数实现的是“深拷贝”，能够把 Mat 的数据单元复制给其他对象，比如：
Mat image1 = imread("test.png",IMREAD_COLOR);
Mat image2 = image1.clone();
此时 image2 不在受限于 image1 的状态，可以自由操作。
2.2.4 convertTo 函数
void cv::Mat::convertTo(OutputArray m,int rtype,double alpha = 1,double beta = 0) const
转换矩阵存储类型，具体计算公式如下：
m(x,y)=saturate_cast<rType>(α(∗this)(x,y)+β)
# m 是输入矩阵， rtype 是目标类型， alpha是放缩系数， beta 是增减标量。这个函数也至关重要，因为在数字图像处理中，矩阵是最基本的运算单位，而矩阵的数据类型转换全靠该函数来实现，比如说，从8位无符号数到32位浮点型的转换：
Mat image = imread("test.png",IMREAD_COLOR);
image.convertTo(CV_32FC3)；
2.2.5 copyTo 函数
void cv::Mat::copyTo(OutputArray m) const
从 m 矩阵复制 data 数据单元，与 clone 函数的作用相似，使用形式不同：
Mat image1 = imread("test.png",IMREAD_COLOR);
Mat image2 = image1.clone();
Mat image3;
image1.copyTo(image3);
# 此时image2 和 image3 具有相同的数据内容，同时，不受限于 iamge1 的状态。2.2.6 create 函数
void cv::Mat::create(int rows,int cols,int type)
# 分配矩阵的存储单位，一般和默认构造函数配合使用
2.2.7 depth 函数
int cv::Mat::depth() const
# 返回图像深度，即矩阵元素的存储方式
2.2.8 diag 函数
Mat cv::Mat::diag(int d = 0) const
# 提取矩阵对角线元素
2.2.9 mul 函数
MatExpr cv::Mat::mul(InputArray m,double scale = 1 ) const
# 矩阵的乘法
2.2.10 inv 函数
MatExpr cv::Mat::inv(int method = DECOMP_LU) const
# 求逆矩阵2.2.11 t 函数
MatExpr cv::Mat::t() const
# 求转置矩阵
2.2.12 total 函数
size_t cv::Mat::total() const
# 返回矩阵的元素总个数， 如30*40的图像，存在 1200 个像素点
2.3 成员变量
int cv::Mat::cols; //返回矩阵的列数
int cv::Mat::rows // 返回矩阵行数
uchar* cv::Mat::data // 指向矩阵的数据单元的指针
int cv::Mat::dims // 返回矩阵维度，该维度≥2
MatSize cv::Mat::size // 返回矩阵大小
3. 后记
OpenCV博大精深，仍需上下求索！