OpenCV学习笔记:MAT解析
来源:互联网 发布:淘宝兔八哥aj 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 05:04
关于 Mat ,首先要知道的是你不必再手动地
(1)为其开辟空间
(2)在不需要时立即将空间释放。
但手动地做还是可以的:大多数OpenCV函数仍会手动地为输出数据开辟空间。当传递一个已经存在的 Mat 对象时,开辟好的矩阵空间会被重用。也就是说,我们每次都使用大小正好的内存来完成任务。
基本上讲 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。
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:
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() 。
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。
为了debug,我们需要以更加方便的方式是看实际值。为此,你可以通过 Mat 的运算符 << 来实现,但要记住这只对二维矩阵有效。
Mat 不但是一个很赞的图像容器类,它同时也是一个通用的矩阵类,所以可以用来创建和操作多维矩阵。创建一个Mat对象有多种方法:
Mat() 构造函数
对于二维多通道图像,首先要定义其尺寸,即行数和列数。
然后,需要指定存储元素的数据类型以及每个矩阵点的通道数。为此,依据下面的规则有多种定义
比如 CV_8UC3 表示使用8位的 unsigned char 型,每个像素由三个元素组成三通道。预先定义的通道数可以多达四个。 Scalar 是个short型vector。指定这个能够使用指定的定制化值来初始化矩阵。当然,如果你需要更多通道数,你可以使用大写的宏并把通道数放在小括号中,如下所示
在 C\C++ 中通过构造函数进行初始化
上面的例子演示了如何创建一个超过两维的矩阵:指定维数,然后传递一个指向一个数组的指针,这个数组包含每个维度的尺寸;其余的相同
为已存在IplImage指针创建信息头:
Create() : 函数
这个创建方法不能为矩阵设初值,它只是在改变尺寸时重新为矩阵数据开辟内存。(不过上面结果的205怎么得到的我不知道,~|~)。
MATLAB形式的初始化方式: zeros(), ones(), :eyes() 。使用以下方式指定尺寸和数据类型:
对于小矩阵你可以用逗号分隔的初始化函数:
使用 clone() 或者 copyTo() 为一个存在的 Mat 对象创建一个新的信息头。
OpenCV支持使用运算符<<来打印其它常用OpenCV数据结构。
2维点
3维点
基于cv::Mat的std::vector
std::vector点
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