OPenCV之Mat

Mat类的说明

1.    Mat的作用

·        Opencv官方解释：

Theclass Mat represents an n-dimensional dense numerical single-channelor multi-channel array. It can be used to store real or complex-valued vectorsand matrices, grayscale or color images, voxel volumes, vector fields, pointclouds, tensors, histograms (though, very high-dimensional histograms may bebetter stored in a SparseMat ).

·        个人理解：

Mat类用于表示一个多维的单通道或者多通道的稠密数组。能够用来保存实数或复数的向量、矩阵，灰度或彩色图像，立体元素，点云，张量以及直方图（高维的直方图使用SparseMat保存比较好）。简而言之，Mat就是用来保存多维的矩阵的。

2.    Mat的常见属性

·        data  uchar型的指针。Mat类分为了两个部分:矩阵头和指向矩阵数据部分的指针，data就是指向矩阵数据的指针。

·        dims 矩阵的维度，例如5*6矩阵是二维矩阵，则dims=2，三维矩阵dims=3。

·        rows  矩阵的行数。

·        cols   矩阵的列数。

·        size 矩阵的大小，size(cols,rows),如果矩阵的维数大于2，则是size(-1,-1)。

·        channels 矩阵元素拥有的通道数，例如常见的彩色图像，每一个像素由RGB三部分组成，则channels = 3。

·        type 表示了矩阵中元素的类型以及矩阵的通道个数，它是一系列的预定义的常量，其命名规则为CV_(位数）+（数据类型）+（通道数）。

具体的有以下值： 

CV_8UC1

CV_8UC2

CV_8UC3

CV_8UC4

CV_8SC1

CV_8SC2

CV_8SC3

CV_8SC4

CV_16UC1

CV_16UC2

CV_16UC3

CV_16UC4

CV_16SC1

CV_16SC2

CV_16SC3

CV_16SC4

CV_32SC1

CV_32SC2

CV_32SC3

CV_32SC4

CV_32FC1

CV_32FC2

CV_32FC3

CV_32FC4

CV_64FC1

CV_64FC2

CV_64FC3

CV_64FC4

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。 
例如：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。 
C1，C2，C3，C4则表示通道是1,2,3,4。 

type一般是在创建Mat对象时设定，如果要取得Mat的元素类型，则无需使用type，使用下面的depth。

这里还需要注意一个问题，很多OpenCV的函数支持的数据深度只有8位和32位的，所以要少使用CV_64F，但是vs的编译器又会把float数据自动变成double型。还有个需要注意的问题，就是流操作符<<对于Mat的操作，仅限于Mat是2维的情况。

·        depth

矩阵中元素的一个通道的数据类型，这个值和type是相关的。例如 type为 CV_16SC2，一个2通道的16位的有符号整数。那么，depth则是CV_16S。depth也是一系列的预定义值， 将type的预定义值去掉通道信息就是depth值: 

CV_8U CV_8S CV_16U CV_16S CV_32S CV_32FCV_64F。

·        elemSize

矩阵一个元素占用的字节数，例如：type是CV_16SC3，那么

elemSize = 3 * 16 / 8 = 6 bytes。

·        elemSize1 

矩阵元素一个通道占用的字节数，例如：type是CV_16CS3，那么

elemSize1 = 16  / 8 = 2 bytes =elemSize / channels。

3.    mat的使用

·        Copy( )和CopyTo( )、clone( )

Mat这个类有两部分数据。一个是matrix header，这部分的大小是固定的，包含矩阵的大小，存储的方式，矩阵存储的地址等等。另一个部分是一个指向矩阵包含像素值的指针。

需要注意的是，copy这样的操作只是copy了矩阵的matrix header和那个指针，而不是矩阵的本身，也就意味着两个矩阵的数据指针指向的是同一个地址，需要开发者格外注意。比如上面这段程序，A、B、C指向的是同一块数据，他们的header不同，但对于A的操作同样也影响着B、C的结果。刚刚提高了内存自动释放的问题，那么当我不再使用A的时候就把内存释放了，那时候再操作B和C岂不是很危险。不用担心，OpenCV已经考虑了这个问题，是在最后一个Mat不再使用的时候才会释放内存。