OpenCV图像像素访问

• 在我们使用OpenCV进行图像处理时，最常用到的就是对图像像素的访问，OpenCV支持5种访问方式，他们的访问速度和效率各不相同。这里以三通道图像为例简单说明一下。

访问速度：3>4>2>5>1

OpenCV Mat对象成员简介

• data: uchar型的指针,指向矩阵数据
• dims: 矩阵的维度
• rows：矩阵行数
• cols：矩阵列数
• channels：矩阵元素所拥有的通道数
• type：矩阵的元素类型和矩阵的通道数，其命名规则为CV_(位数）+（数据类型）+（通道数）如CV_16UC2，表示的是元素类型是一个16位的无符号整数，通道为2,这里U（unsigned integer）表示的是无符号整数，S（signed integer）是有符号整数，F（float）是浮点数
• depth：一个通道的数据类型，命名为type去掉通道数；type一般是在创建Mat对象时设定，如果要取得Mat的元素类型，则使用depth
• elemSize：一个元素所占的字节数，如CV_16SC3，elemSize = 3 * 16 / 8 = 6
• elemSize1：一个元素每个通道占的字节数，如CV_16SC3，elemSize1 = 16 / 8 = 2
• step：step[0]是矩阵中一行元素的字节数，step[1]和elemSize含义一样
• step1：step / elemSize1

1. 使用at<>访问

• 此方法类似二维数组的行列访问

for (int row = 0; row < img.rows; row++)
		{
			for (int col = 0; col < img.cols; col++)
			{
				img.at<Vec3b>(row, col)[0] = 255 - img.at<Vec3b>(row, col)[0];
				img.at<Vec3b>(row, col)[1] = 255 - img.at<Vec3b>(row, col)[1];
				img.at<Vec3b>(row, col)[2] = 255 - img.at<Vec3b>(row, col)[2];
			}
		}

2. 使用ptr<>(row, col)访问

for (int row = 0; row < img.rows; row++){			
    for (int col = 0; col < img.cols; col++){
        Vec3b* pData = img.ptr<Vec3b>(row, col);
        (*pData)[0] = 255 - (*pData)[0];
        (*pData)[1] = 255 - (*pData)[1];
        (*pData)[2] = 255 - (*pData)[2];

        //另一个方式
        // uchar* pData = img.ptr<uchar>(row, col);
        // *(pData + 0) = 255 - *(pData + 0);
        // *(pData + 1) = 255 - *(pData + 1);
        // *(pData + 2) = 255 - *(pData + 2);
    }
}

3. 使用ptr<>(row)访问

• 类似二维数组指针访问

for (int row = 0; row < img.rows; row++){
    Vec3b* pData = img.ptr<Vec3b>(row);
    for (int col = 0; col < img.cols; col++){
        (*(pData + col))[0] = 255 - (*(pData + col))[0];
        (*(pData + col))[1] = 255 - (*(pData + col))[1];
        (*(pData + col))[2] = 255 - (*(pData + col))[2];
    }
}
// 另一个方式
for (int row = 0; row < img.rows; row++){
    uchar* pData = img.ptr<uchar>(row);
    for (int col = 0; col < img.cols; col++){
        *(pData + col*img.channels() + 0) = 255 - *(pData + col*img.channels() + 0);
        *(pData + col*img.channels() + 1) = 255 - *(pData + col*img.channels() + 1);
        *(pData + col*img.channels() + 2) = 255 - *(pData + col*img.channels() + 2);
    }

}

4. data结合step访问

• step存的是图像一行所占的字节数

uchar* pData = img.data;
MatStep mst = img.step;

for (int row = 0; row < img.rows; row++){			
    for (int col = 0; col < img.cols; col++){
        //*mst.p表示的是图像一行的长度（例如图像为500宽度的3通道图像，则该值为1500=500*3）
        //cout << *mst.p << endl;

        *(pData + row * *mst.p + col * img.channels() + 0) = 255 - *(pData + row * *mst.p + col * img.channels() + 0);
        *(pData + row * *mst.p + col * img.channels() + 1) = 255 - *(pData + row * *mst.p + col * img.channels() + 1);
        *(pData + row * *mst.p + col * img.channels() + 2) = 255 - *(pData + row * *mst.p + col * img.channels() + 2);
        
        // 另一种
        //*(pData + row * mst[0] + col * mst[1] + 0) = 255 - *(pData + row * mst[0] + col * mst[1] + 0);
        //*(pData + row * mst[0] + col * mst[1] + 1) = 255 - *(pData + row * mst[0] + col * mst[1] + 1);
        //*(pData + row * mst[0] + col * mst[1] + 2) = 255 - *(pData + row * mst[0] + col * mst[1] + 2);
    }
}

5. 迭代器访问

for (int i = 0; i < testCount; i++){
    
    MatIterator_<Vec3b> it = img.begin<Vec3b>();
    MatIterator_<Vec3b> itEnd = img.end<Vec3b>();

    //只读的迭代器，迭代器指向的值不可修改
    MatConstIterator_<Vec3b> it = img.begin<Vec3b>();
    MatConstIterator_<Vec3b> itEnd = img.end<Vec3b>();

    //这样也可以
    Mat_<Vec3b>::iterator it = img.begin<Vec3b>();
    Mat_<Vec3b>::iterator itEnd = img.end<Vec3b>();

    while (it!=itEnd){
        (*it)[0] = 255 - (*it)[0];
        (*it)[1] = 255 - (*it)[1];
        (*it)[2] = 255 - (*it)[2];

        it++;
    }
}