OpenCV 矩陣：圖像的基本

我們有很多方式可以從現實生活中得到圖片，數碼相機，掃描儀，或者我們幾乎人手有一部的手機。然而，當生活中的圖在數字設備上存儲的時候，一幅圖片被分成了很多很多的像素點，像素點就像拼圖的時候的碎片，一個個碎片來構成一副圖。而每個像素點都是由一個0-255的數字值來表示。在openCV中，一個圖片被很多像素點表示，這些表示像素點的值構成了一個矩陣。

上面的圖中，由表示像素點的值構成了矩陣，在openCV中，Mat（矩陣）是表示圖片的基本。

Mat由兩部分組成，一個是matrixheader，裡面存儲了一些信息，比如矩陣的大小，矩陣的存儲地址等；另外一個是矩陣，裡面包含了圖片的每一個像素值。

明白了Mat有兩部分組成後，能夠更好的理解Mat的賦值。看下面的一段代碼

#include<iostream>  
#include <opencv2/core/core.hpp>  
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>  
       
using namespace cv;  
       
int main()  
{  
    Mat A, C;                                // 聲明其實只是創建了header部分  
    A = imread("zh.png",CV_LOAD_IMAGE_COLOR); // 這裡，A的matrix部分指向了一個矩陣  
       
    Mat B(A);                                // 使用構造方法賦值，其實只有header部分復制了，  
                                                //但是matrix復制的是地址空間，指向的是同一片區域  
       
    C = A;                                    // 同理，header部分復制了，但是matrix指向同一片區域  
    //A = A * 0;  //只是改變了A，但是三幅圖都變了  
    imshow("A", A); //顯示的三幅圖片都是同一片區域  
    imshow("B", B);  
    imshow("C", C);  
    waitKey();  
    return 0;  
}

上面的A,B,C的header只是值相同，但是每一個Mat都有自己的header，但是matrix不一樣，他們不僅僅值相同，並且指向相同的地址空間。

現在你可能會疑惑，如果三個Mat的matrix都是同一片地址空間，那麼當它不再需要的時候，由誰來清除它。其實由最後一個使用它的那個Mat來清除，這裡面涉及的引用計數問題，和C++的引用計數應該是相似的。

如果我們需要一個和原來矩陣值一樣，但是原來Mat的改變不會影響新的Mat。解決這個，openCV提供了clone() 和copyTo() 這兩個函數。

Mat F = A.clone();  
Mat G;  
A. copyTo(G);

上面的G和F,現在的值和A一樣，但是A的改變不會影響到他們。

存儲的方式：

就是如何存儲像素值，最簡單的方式是用灰度矩陣來存儲，前提是我們的圖片是黑白的時候，當然還有一些其它的圖片存儲方式，比如常見的RGB。

顯示的創建Mat：

可以使用imwrite()將圖片寫出，也可以使用<<操作符。看下面的一段程序

Mat M(2, 2, CV_8UC3, Scalar(0, 0, 255));  
std::cout << "M = " << std::endl<<""<< M << std::endl << std::endl;  
system("pause");//讓程序不閃退

Mat的構造函數，前兩個參數（這裡都是2）指定Mat的大小，行與列數。

定義“CV_8UC3”的格式一般是這樣的

CV_[The number of bits per item][Signed orUnsigned][Type Prefix]C[The channel number]

例如，CV_8UC3意思是我們用8 bitunsigned值表示單個數值，每個像素有3個數值來形成3個channel。

使用create()函數創建。    

Mat M;  
M.create(4, 4, CV_8UC(2)); //參數的含義前面已經介紹了  
cout << "M = " << endl<< ""<< M << endl << endl;

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Matlab風格，使用zeros(),ones(),eye(),

Mat E = Mat::eye(4, 4, CV_64F);  
cout << "E = " << endl<<""<< E << endl << endl;  
      
Mat O = Mat::ones(2, 2, CV_32F);  
cout << "O = " << endl<<""<< O << endl << endl;  
      
Mat Z = Mat::zeros(3, 3, CV_8UC1);  
cout << "Z = " << endl<< ""<< Z << endl << endl;

小矩陣，可以用這種方式初始化：

Mat C = (Mat_<double>(3, 3) << 0, -1, 0, -1, 5, -1, 0, -1, 0);  

cout << "C = " << endl<< ""<< C << endl << endl;

可以使用randu()函數，隨機化一個矩陣，需要給定一個隨機的上下界

Mat R = Mat(3, 2, CV_8UC3);  
randu(R, Scalar::all(0),Scalar::all(255)); //0至255的值  
cout << "R = " << endl<< ""<< R << endl << endl;

作者：csdn博客 鐘桓