OpenCv 2.4.9 (一) Mat基础结构&如何遍历图片

时间:2023-03-08 17:34:34
OpenCv 2.4.9 (一) Mat基础结构&如何遍历图片

前言


  因为对图像方面感兴趣,所以有空学学OpenCV的使用,并且希望以此为引子,带领自己入门图像领域。

  先post上几个参考网站,上面有完整源码:

  因为这么多资源,所以就不贴完整代码,这重点讲解某部分,方便自己以后回来查询。

Mat - 基本的图像容器


Mat

  在以前,opencv使用的是C结构,IplImage。但是使用这个结构有一个缺点就是你需要注意内存的申请和销毁。幸运的是,在C++我们可以使用一种更智能的结构,Mat。Mat会自动申请内存和销毁。

  Mat由基本的两部分组成:矩阵头(包含图片信息,例如矩阵大小,存储方法等)和一个指向包含像素点信息的指针。矩阵头部大小是常数,但是矩阵的大小却各不相同。

 Mat A, C;  // 只建立头部
A = imread(fname, CV_LOAD_IMAGE_COLOR); Mat B(A); // 调用copy构造函数
C = A; // 调用assign函数

  上面的所有对象都指向同一个矩阵,只是头部不一样而已。如果使用其中一个对象改变图像内容,所有指向这个矩阵的对象都会受影响。copy和assign只是复制头部的一些信息。

  我们可以调用其它方法实现深复制:

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

显式创建Mat

  我们可以使用 imwrite() 函数来把一个矩阵写入到图片文件。但是为了调试方便,我们还可以使用<<输出(仅适用于二维矩阵)。

  下面是创建Mat对象的各种方法:

  • Mat()构造器
     Mat M(, , CV_8UC3, Scalar(, , )); // CV_[多少位][有符号or无符号][类型前缀]C[通道数]
    cout << M <<endl;
    // [0, 0, 255, 0, 0, 255;
    // 0, 0, 255, 0, 0, 255
  • 使用C\C++数组构造
     int sz[] = {, 2,2};
    Mat L(, sz, CV_8UC(), Scalar::all()); // 3维的[2, 2, 2]的图像
  • 为已存在IplImage指针构建头部
     IplImage* img = cvLoadImage(fname);
    Mat mtx(img);
  • Create() 函数
     M.create(, , CV_8UC()); // 这种方法不能赋初值,只在中心分配内存时使用
    cout<< M << endl
  • Matlab风格的初始化
     Mat E = Mat::eye(, , CV_64F);
    Mat O = Mat::ones(, , CV_32F);
    Mat Z = Mat::zeros(, , CV_8UC1);
  • 逗号分隔的初始化小矩阵
     Mat C = (Mat_<double>(,) << , -, , -, , -, , -, );
  • 使用clone或copyTo。
     Mat RowClone = C.row(1).clone(); // randu(RowClone, Scalar::all(0), Scalar::all(255))可以在low和high之间随机

   

怎样遍历图片


  首先,我们可以使用一段代码计算程序执行的时间:

 double t = (double)getTickCount();
// do something
t = ((double)getTickCount() - t) / getTickFrequency();

  

图像的存储

  在RGB系统中,图像是这样存储的:(注意是BGR的形式,可以使用 isContinunous() 函数查看是否连续存放)

OpenCv 2.4.9 (一) Mat基础结构&如何遍历图片

(下面以颜色空间缩减为例子说明)

C风格的读法

先用指针p指向一行,然后再p[j]形式读取

 int channels = I.channels();
int nRows = I.rows;
int nCols = I.cols * channels; if (I.isContinuous()) {
nCols = nCols * nRows;
nRows = ;
} int i, j;
uchar* p;
for (i=; i<nRows; ++i) {
for (j=; j<nCols; ++j) {
p = I.ptr<uchar>(i);
p[j] = table[p[j]]; //查表替换
}
}

迭代(安全)方法

迭代器从begin到end,使用(*it)[0]形式读取

const int channels = I.channels();
switch(channels)
{
case : {
MatIterator_<uchar> it, end;
for (it = I.begin<uchar>(), end=I.end<uchar>(); it != end; ++it)
*it = table[*it];
break;
}
case : {
MatIterator_<Vec3b> it, end;
for (it = I.begin<Vec3b>(), end=I.end<Vec3b>(); it != end; ++it)
(*it)[] = table[(*it)[]];
(*it)[] = table[(*it)[]];
(*it)[] = table[(*it)[]];
}
}

通过相关返回值的On-the-fly地址计算

先把矩阵转换成Mat_,再用_I(i, j)[0]形式读取

const int channels = I.channels();
switch(channels)
{
case :
{
for (int i=; i<I.rows; ++i)
for (int j=; j<I.cols; ++j)
I.at<uchar>(i, j) = table[I.at<uchar>(i, j)];
break;
}
case :
{
Mat_<Vec3b> _I = I;
for (int i=; i<I.rows; ++i)
for (int j=; j<I.cols; ++j) {
_I(i, j)[] = table[_I(i, j)[]];
_I(i, j)[] = table[_I(i, j)[]];
_I(i, j)[] = table[_I(i, j)[]];
}
I = _I;
break;
}
}

快速实现表替换

Mat lookUpTable(, , CV_8U);
uchar* p = lookUpTable.data;
for (int i=; i < ; ++i)
p[i] = table[i];
LUT(I, lookUpTable, I);