OpenCV-Mat结构详解

OpenCV-Mat结构详解
前⾯博客中谈到⼀些理解，但是理解的⽐较浅显，下⾯谈谈通道，⾏列等意义；Mat的常见属性
opencv中type类型·
CV_<bit_depth>(S|U|F)C<number_of_channels>
1--bit_depth---⽐特数---代表8bite,16bites,32bites,64bites---举个例⼦吧--⽐如说,
如果你现在创建了⼀个存储--灰度图⽚的Mat对象,这个图像的⼤⼩为宽100,⾼100,那么,现在这张
灰度图⽚中有10000个像素点，它每⼀个像素点在内存空间所占的空间⼤⼩是8bite,8位--所以它对应的就是CV_8
depth：深度，即每⼀个像素的位数(bits)，在opencv的Mat.depth()中得到的是⼀个 0 – 6 的数字，分别代表不同的位数：enum { CV_8U=0, CV_8S=1, CV_16U=2, CV_16S=3, CV_32S=4, CV_32F=5, CV_64F=6 }; 可见 0和1都代表8位， 2和3都代表16位，4和5代表32位，6代表64位；
2--S|U|F--
S--代表---signed int---有符号整形
U--代表--unsigned int--⽆符号整形
F--代表--float---------单精度浮点型
3--C<number_of_channels>----代表---⼀张图⽚的通道数,⽐如:
1--灰度图⽚--grayImg---是--单通道图像
2--RGB彩⾊图像---------是--3通道图像
3--带Alph通道的RGB图像--是--4通道图像
如：CV_8UC1---则可以创建----8位⽆符号的单通道---灰度图⽚------grayImg
CV_8UC3---则可以创建----8位⽆符号的三通道---RGB彩⾊图像---colorImg
channels：通道，矩阵中的每⼀个矩阵元素拥有的值的个数，⽐如说 3 * 4 矩阵中⼀共 12 个元素，如果每个元素有三个值，那么就说这个矩
阵是 3 通道的，即 channels = 3。

常见的是⼀张彩⾊图⽚有红、绿、蓝三个通道。

上⾯是⼀个 3 X 4 的矩阵，假设其数据类型为 CV_8U，也就是单通道的 uchar 类型
CV_8U 得到 M.depth() == 0, M.channels() == 1
这是⼀个⼆维矩阵，那么维度为 2 （M.dims == 2）；
M.rows == 3; M.cols == 4；
step：是⼀个数组，定义了矩阵的布局，具体见上⾯图⽚分析，另外注意 step1 (step / elemSize1)，M.step[m-1] 总是等于elemSize，M.step1(m-1)总是等于 channels；
因为是⼆维矩阵，那么 step 数组只有两个值， step[0] 和 step[1] 分别代表⼀⾏的数据⼤⼩和⼀个元素的数据⼤⼩，则 M.step[0] == 4, M.step[1] == 1；
M.step1(0) == M.cols = 4; M.step1(1) == 1；
elemSize : 矩阵中每⼀个元素的数据⼤⼩，如果Mat中的数据的数据类型是 CV_8U 那么 elemSize = 1，CV_8UC3 那么 elemSize = 3，CV_16UC2那么 elemSize = 4；
记住另外有个 elemSize1 表⽰的是矩阵中数据类型的⼤⼩，即 elemSize / channels 的⼤⼩
sizeof(uchar) = 1，那么每⼀个数据元素⼤⼩为 1 （M.elemSize() == 1, M.elemSize1() == 1）；
CV_8U 得到 M.depth() == 0, M.channels() == 1；
假设上⾯的矩阵数据类型是 CV_8UC3，也就是三通道
M.dims == 2； M.channels() == 3；M.depth() == 0；
M.elemSize() == 3 （每⼀个元素包含3个uchar值） M.elemSize1() == 1 （elemSize / channels）
M.step[0] == M.cols * M.elemSize() == 12, M.step[1] == M.channels() * M.elemSize1() == M.elemSize() == 3；
M.step(0) == M.cols * M.channels() == 12 ; M.step(1) == M.channels() == 3；
上⾯博⽂参考：
写到这⾥，我也只了解了⾏，列，通道等概念，但是step,step(0)，elemSize1，elemSize()我感到很困惑，看看下⾯的理解：
上图中: int matSize[] = {5,8,10};//每⼀维元素的个数：8：⾏，10：列
Mat mat1(3,matSize, CV_16UC3, Scalar::all(0);
对于mat1，3通道，⼀个像素点在内存空间⼤⼩是16bit；每⼀个像素的位数(bits)是2（深度）；
三维矩阵，⼀共有三维，我们分别类⽐为
⾯：每个⼆维矩阵，表⽰第1维的元素
线：矩阵的每⼀⾏，表⽰第2维的元素
点：矩阵中每⾏的每个元素,表⽰第3维的元素
那么这样⼦就可以解释清楚每⼀维元素的含义了。

以step[i]为例
step[0]:⾯的⼤⼩，第1维的元素的⼤⼩，也就是⼆维矩阵的⼤⼩，⼀个⼆维矩阵有8⾏，所以step[0]=step[1]*8=480
step[1]:线的⼤⼩，第2维的元素的⼤⼩，也就是⼆维矩阵每⼀⾏的⼤⼩，由于每个元素⼤⼩为6，每⾏有10个元素，所以step[1]=10*6=60 step[2]:点的⼤⼩，第3维的元素的⼤⼩，这⾥矩阵的每个元素类型为CV_16UC3，所以step[2]=2*3=6个字节
这⾥注意：
1.step的⼤⼩是字节
2.注意下标与维数的对应关系：下标2对应点，1对应线，0对应⾯
3.矩阵有⼏维，step[]数组就有⼏个元素，如3维，则有3个元素，step[0],step[1],step[2].分别对应⾯，线，点
只要记住，最后⼀个总是表⽰点，然后依次向前为线，⾯…
4.第2,3 点，对于size和step1()也⼀样。

step1(i):每⼀维元素的通道数
step[i]:每⼀维元素的⼤⼩，单位字节；（包含所有通道）
size[i]:每⼀维元素的个数
elemSize()：每个元素⼤⼩，单位字节
elemSize1()：每个通道⼤⼩，单位字节
elemSize 表⽰每个元素的⼤⼩(单位字节)，每个元素可能有多个通道，⽰例中，每个元素有三个通道，⽽每个通道类型为CV_16U,算3个通道的总数, 2*3=6
elemSize1 每个通道的⼤⼩(单位字节)，CV_16=2字节
step1[i] = step.p[i]/elemSize1();
step1[0] = step[0]/elemSize1 = 240 bytes
step1[1] = step[1]/elemSize1 = 30 bytes
step1[2] = step[2]/elemSize1 = 3 bytes
代码如下：
#include"sift.h"
#include<fstream>
#include<iostream>
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char **argv)
{
//////////////////Demo1(3维矩阵)///////////////////////////////////////////
printf("//////////////////////Demo1(3维矩阵)////////////////////////\n");
//最后⾯的两个数：(⾏，列),确定了⼀个⾯
//是⼀个依次降维的过程
//8,10组成了⾯，5个⾯，组成了⽴⽅体
int matSize[] = { 5,8,10 };//每⼀维元素的个数：8：⾏，10：列
Mat mat1(3, matSize, CV_16UC3, Scalar::all(0));
//求step[i]的⼤⼩:每⼀维元素的⼤⼩(单位字节)
printf("\n///////step[i]的⼤⼩//////////\n");
printf("step[0]:%d\n", mat1.step[0]);//480=8*60：⾯的⼤⼩(第⼀维)
printf("step[1]:%d\n", mat1.step[1]);//60=6*10：线的⼤⼩(第⼆维)
printf("step[2]:%d\n", mat1.step[2]);//6=2*3：点的⼤⼩(第三维)
//求size[i]：每⼀维元素的个数
printf("\n///////size[i]的⼤⼩///////\n");
printf("size[0]:%d\n", mat1.size[0]);//5：⾯
printf("size[1]:%d\n", mat1.size[1]);//8：线
printf("size[2]:%d\n", mat1.size[2]);//10：点
//求step1(i)：每⼀维元素的通道数
printf("\n///////step1(i)的⼤⼩///////\n");
printf("step1(0):%d\n", mat1.step1(0));//240:⾯
printf("step1(1):%d\n", mat1.step1(1));//30:线
printf("step1(2):%d\n", mat1.step1(2));//3:点
//求elemSize：每个元素的⼤⼩(单位字节)
printf("\n///////elemSize的⼤⼩///////\n");
printf("elemSize:%d\n", mat1.elemSize());//6：每个元素的⼤⼩
//求elemSize1：每个通道的⼤⼩(单位字节)
printf("\n///////elemSize1的⼤⼩///////\n");
printf("elemSize1:%d\n", mat1.elemSize1());//2：每个通道的⼤⼩
system("pause");
return 0;
}
改成.jpg图⽚
/求step[i]的⼤⼩:每⼀维元素的⼤⼩(单位字节)
//step[i]
printf("\n///////step[i]的⼤⼩///////\n");
printf("step[0]:%d\n", mat2.step[0]);//1200=3*400：线
printf("step[1]:%d\n", mat2.step[1]);//3=1*3：点
//size[i]
printf("\n///////size[i]的⼤⼩///////\n");
printf("size[0]:%d\n", mat2.size[0]);//250：线
printf("size[1]:%d\n", mat2.size[1]);//400：点
//step1(i)
printf("\n///////step1(i)的⼤⼩///////\n");
printf("step1(0):%d\n", mat2.step1(0));//1200:第⼀维的通道数
printf("step1(1):%d\n", mat2.step1(1));//3:第⼆维的通道数
//elemSize
printf("\n///////elemSize的⼤⼩///////\n");
printf("elemSize:%d\n", mat2.elemSize());//3：每个元素的⼤⼩
//elemSize1
printf("\n///////elemSize1的⼤⼩///////\n");
printf("elemSize1:%d\n", mat2.elemSize1());//1：每个通道的⼤⼩，也就是单通道数据类型 system("pause");
return 0;。