Mat - 基本图像容器
一、Mat
Mat 是一个类,由两个数据部分组成:矩阵头(包含矩阵尺寸,存储方法,存储
地址等信息)和一个指向存储所有像素值的矩阵(根据所选存储方法的不同矩阵可以
是不同的维数)的指针。矩阵头的尺寸是常数值,但矩阵本身的尺寸会依图像的不同
而不同,通常比矩阵头的尺寸大数个数量级。因此,当在程序中传递图像并创建拷贝
时,大的开销是由矩阵造成的,而不是信息头。OpenCV 是一个图像处理库,囊括了
大量的图像处理函数,为了解决问题通常要使用库中的多个函数,因此在函数中传递
图像是家常便饭。同时不要忘了我们正在讨论的是计算量很大的图像处理算法,因此,
除非万不得已,我们不应该拷贝 大 的图像,因为这会降低程序速度。
为了搞定这个问题,OpenCV 使用引用计数机制。其思路是让每个 Mat 对象有自
己的信息头,但共享同一个矩阵。这通过让矩阵指针指向同一地址而实现。而拷贝构
造函数则 只拷贝信息头和矩阵指针 ,而不拷贝矩阵。
Mat A, C; //
只创建信息头部分
A = imread(argv[1], CV_LOAD_IMAGE_COLOR); //
这里为矩阵开辟内存
Mat B(A); //
使用拷贝构造函数
C = A; //
赋值运算符
以上代码中的所有 Mat 对象最终都指向同一个也是唯一一个数据矩阵。虽然它们
的信息头不同,但通过任何一个对象所做的改变也会影响其它对象。实际上,不同的
对象只是访问相同数据的不同途径而已。这里还要提及一个比较棒的功能:你可以创
建只引用部分数据的信息头。比如想要创建一个感兴趣区域( ROI ),你只需要创建
包含边界信息的信息头:
Mat D (A, Rect(10, 10, 100, 100) ); // using a rectangle
Mat E = A(Range:all(), Range(1,3)); // using row and column boundaries
现在你也许会问,如果矩阵属于多个 Mat 对象,那么当不再需要它时谁来负责清
理?简单的回答是:最后一个使用它的对象。通过引用计数机制来实现。无论什么时
候有人拷贝了一个 Mat 对象的信息头,都会增加矩阵的引用次数;反之当一个头被释
放之后,这个计数被减一;当计数值为零,矩阵会被清理。但某些时候你仍会想拷贝
矩阵本身(不只是信息头和矩阵指针),这时可以使用函数 clone() 或者 copyTo() 。
Mat F = A.clone();
Mat G;
A.copyTo(G);
现在改变 F 或者 G 就不会影响 Mat 信息头所指向的矩阵。总结一下,你需要记
住的是:
OpenCV 函数中输出图像的内存分配是自动完成的(如果不特别指定的话)。
使用 OpenCV 的 C++接口时不需要考虑内存释放问题。
赋值运算符和拷贝构造函数( ctor )只拷贝信息头。
使用函数 clone() 或者 copyTo() 来拷贝一副图像的矩阵。
二、存储方法
这里讲述如何存储像素值。需要指定颜色空间和数据类型。颜色空间是指对一个
给定的颜色,如何组合颜色元素以对其编码。最简单的颜色空间要属灰度级空间,只
处理黑色和白色,对它们进行组合可以产生不同程度的灰色。