opencv--Mat类解析

补充：http://www.cnblogs.com/wangguchangqing/p/4016179.html 这篇博客写的很不错，查缺补漏

在计算机内存中，数字图像是以矩阵的形式保存的。OpenCV2中，数据结构Mat是保存图像像素信息的矩阵，它主要包含两部分：矩阵头和一个指向像素数据的矩阵指针。
矩阵头主要包含，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，不会随着图像的大小而改变，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，通常数据量会很大，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 ;//创建矩阵头a = cv::imread("f:\\psb.jpg");//读入图像cv::Mat b = a ;//复制　

上面的a，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外一个。
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对象每被复制一次时，就会将引用计数加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。

1.存储类型
矩阵数据类型:

  CV_<bit_depth>(S|U|F)C <number_of_channels>

S = 符号整型 U = 无符号整型 F = 浮点型

Eg：

CV_8UC1 是指一个8位无符号整型单通道矩阵,

CV_32FC2是指一个32位浮点型双通道矩阵

CV_8UC1 CV_8SC1 CV_16U C1 CV_16SC1
CV_8UC2 CV_8SC2 CV_16UC2 CV_16SC2
CV_8UC3 CV_8SC3 CV_16UC3 CV_16SC3
CV_8UC4 CV_8SC4 CV_16UC4 CV_16SC4
CV_32SC1 CV_32FC1 CV_64FC1
CV_32SC2 CV_32FC2 CV_64FC2
CV_32SC3 CV_32FC3 CV_64FC3
CV_32SC4 CV_32FC4 CV_64FC4

其中，通道表示每个点能存放多少个数，类似于RGB彩色图中的每个像素点有三个值，即三通道的。

图片中的深度表示每个值由多少位来存储，是一个精度问题，一般图片是8bit（位）的，则深度是8。

2.Mat的创建
构造函数

cv::Mat img(2,2,CV_8UC3,cv::Scalar(0,0,255));

上述代码创建了一个2行2列的矩阵，矩阵元素使用8位无符号char类型保存，具有3通道，每个像素的初始值是（0，0，255）
构造函数的前两个参数指定了矩阵的行和列
第三个参数指定矩阵元素的数据类型以及通道数，其指定规则如下：

CV_[The number of bits per item][Signed or Unsigned][TypePrefix]C[The channel number]

四部分分别指定：元素的大小，是有符号还是无符号，数据类型以及通道数
最后一个参数，Scalar是short型的vector，提供矩阵的初始化。

create的方法
该方法不能为矩阵设置初始值，只是在改变尺寸时为矩阵数据重新分配内存。使用方法：

img.create(4,4,CV_8UC(2));

创建了一个4行4列有2个通道的矩阵

3.使用imwrite函数，将Mat对象保存到指定的文件中。

bool imwrite(const string& filename,InputArray img,constvector<int>& params=vector<int>())

filename，指定的文件
img ，要保存的Mat对象
params， 用来指定图像的保存编码方式。
使用filename的扩展名来指定图像的保存格式（.jpg .png .bmp），对于不同的图像保存类型，params是不同的值

• JPEG，params用来指定图像的质量（0到100），默认的是95. CV_IMWRITE_JPEG_QUALITY
• PNG，params用来指定图像的压缩级别（0到9），压缩级别越高图像占用的空间越小，保存图像所用的时间越久。默认值是3.
  CV_IMWRITE_PNG_COMPRESSION
• PPM,PGM,PBM，params是一个标记（0或者1），默认的是1.CV_IMWRITE_PXM_BINARY

imwrite只能保存8位（或者是16位无符号（CV_16UC）的PNG,JPEG200或者TIFF图像）单通道或者三通道的图像，如果要保存的不是这样的图片，可以使用convertTo或者cvtColor来进行转变。
4.at读取Mat中的数据
Mat的成员函数at()是一个模板函数,矩阵元素使用at<>()函数来索引

for (int r = 0; r < im.rows; r++)  {    for (int c = 0; c < im.cols; c++)    {         pix = im.at<Vec3b>(r,c);      pix = pix*scale;      om.at<Vec3b>(r,c) = pix;    }     }  

注意：使用at函数时，应该知道矩阵元素的类型和通道数，根据矩阵元素类型和通道数来确定at函数传递的类型，代码段4中使用的是Vec3b这个元素类型，他是一个包含3个unsigned char类型向量。之所以采用这个类型来接受at的返回值，是因为，我们的矩阵im是3通道，类型为unsigned char类型的。
4.使用Mat的成员函数ptr<>()

Vec3b *ppix_im(NULL);  Vec3b *ppix_om(NULL);  for (int r = 0; r < im.rows; r++)  {    ppix_im = im.ptr<Vec3b>(r);    ppix_om = om.ptr<Vec3b>(r);    for (int c = 0; c < im.cols; c++)    {       ppix_om[c] = ppix_im[c]*scale;    }  }