OpenCV-Mat結構詳解

前面博客中Mat函數談到一些理解，但是理解的比較淺顯，下面談談通道，行列等意義；

Mat的常見屬性

                             

opencv中type類型·   

                  CV_<bit_depth>(S|U|F)C<number_of_channels>
1--bit_depth---比特數---代表8bite,16bites,32bites,64bites---舉個例子吧--比如說,
如果你現在創建了一個存儲--灰度圖片的Mat對象,這個圖像的大小為寬100,高100,那么,現在這張
灰度圖片中有10000個像素點，它每一個像素點在內存空間所占的空間大小是8bite,8位--所以它對應的就是CV_8

depth：深度，即每一個像素的位數(bits)，在opencv的Mat.depth()中得到的是一個 0 – 6 的數字，分別代表不同的位數：enum { CV_8U=0, CV_8S=1, CV_16U=2, CV_16S=3, CV_32S=4, CV_32F=5, CV_64F=6 }; 可見 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---有符號整形
U--代表--unsigned int--無符號整形
F--代表--float---------單精度浮點型

3--C<number_of_channels>----代表---一張圖片的通道數,比如:

1--灰度圖片--grayImg---是--單通道圖像
2--RGB彩色圖像---------是--3通道圖像
   3--帶Alph通道的RGB圖像--是--4通道圖像

如：CV_8UC1---則可以創建----8位無符號的單通道---灰度圖片------grayImg
       CV_8UC3---則可以創建----8位無符號的三通道---RGB彩色圖像---colorImg

channels：通道，矩陣中的每一個矩陣元素擁有的值的個數，比如說 3 * 4 矩陣中一共 12 個元素，如果每個元素有三個值，那么就說這個矩陣是 3 通道的，即 channels = 3。常見的是一張彩色圖片有紅、綠、藍三個通道。

上面是一個 3 X 4 的矩陣，假設其數據類型為 CV_8U，也就是單通道的 uchar 類型

                                              CV_8U 得到 M.depth() == 0, M.channels() == 1
這是一個二維矩陣，那么維度為 2 （M.dims == 2）；
M.rows == 3; M.cols == 4；

step：是一個數組，定義了矩陣的布局，具體見上面圖片分析，另外注意 step1 (step / elemSize1)，M.step[m-1] 總是等於 elemSize，M.step1(m-1)總是等於 channels；

因為是二維矩陣，那么 step 數組只有兩個值， step[0] 和 step[1] 分別代表一行的數據大小和一個元素的數據大小，則 M.step[0] == 4, M.step[1] == 1；
M.step1(0) == M.cols = 4; M.step1(1) == 1；

elemSize : 矩陣中每一個元素的數據大小，如果Mat中的數據的數據類型是 CV_8U 那么 elemSize = 1，CV_8UC3 那么 elemSize = 3，

CV_16UC2那么 elemSize = 4；

記住另外有個 elemSize1 表示的是矩陣中數據類型的大小，即 elemSize / channels 的大小

sizeof(uchar) = 1，那么每一個數據元素大小為 1 （M.elemSize() == 1, M.elemSize1() == 1）；
CV_8U 得到 M.depth() == 0, M.channels() == 1；

 

 假設上面的矩陣數據類型是 CV_8UC3，也就是三通道
M.dims == 2； M.channels() == 3；M.depth() == 0；
M.elemSize() == 3 （每一個元素包含3個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；

上面博文參考：opencv數據結構-MAT結構詳解

寫到這里，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：

 

 上圖中: int matSize[] = {5,8,10};//每一維元素的個數：8：行，10：列  

              Mat mat1(3,matSize, CV_16UC3, Scalar::all(0);

對於mat1，3通道，一個像素點在內存空間大小是16bit；每一個像素的位數(bits)是2（深度）；

 

三維矩陣，一共有三維，我們分別類比為

面：每個二維矩陣，表示第1維的元素

線：矩陣的每一行，表示第2維的元素

點：矩陣中每行的每個元素,表示第3維的元素

那么這樣子就可以解釋清楚每一維元素的含義了。

以step[i]為例

step[0]:面的大小，第1維的元素的大小，也就是二維矩陣的大小，一個二維矩陣有8行，所以step[0]=step[1]*8=480

step[1]:線的大小，第2維的元素的大小，也就是二維矩陣每一行的大小，由於每個元素大小為6，每行有10個元素，所以step[1]=10*6=60

step[2]:點的大小，第3維的元素的大小，這里矩陣的每個元素類型為CV_16UC3，所以step[2]=2*3=6個字節

這里注意：

1.step的大小是字節

2.注意下標與維數的對應關系：下標2對應點，1對應線，0對應面

3.矩陣有幾維，step[]數組就有幾個元素，如3維，則有3個元素，step[0],step[1],step[2].分別對應面，線，點
只要記住，最后一個總是表示點，然后依次向前為線，面…

4.第2,3 點 ，對於size和step1()也一樣。

step1(i):每一維元素的通道數

step[i]:每一維元素的大小，單位字節；（包含所有通道）

size[i]:每一維元素的個數

elemSize()：每個元素大小，單位字節

elemSize1()：每個通道大小，單位字節

elemSize  表示每個元素的大小(單位字節)，每個元素可能有多個通道，示例中，每個元素有三個通道，而每個通道類型為CV_16U,算3個通道的總數, 2*3=6

elemSize1 每個通道的大小(單位字節)，CV_16=2字節

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

代碼如下：

#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維矩陣)///////////////////////////////////////////
	printf("//////////////////////Demo1(3維矩陣)////////////////////////\n");
	//最后面的兩個數：(行，列),確定了一個面
	//是一個依次降維的過程
	//8,10組成了面，5個面，組成了立方體
	int matSize[] = { 5,8,10 };//每一維元素的個數：8：行，10：列
	Mat mat1(3, matSize, CV_16UC3, Scalar::all(0));

	//求step[i]的大小:每一維元素的大小(單位字節)
	printf("\n///////step[i]的大小//////////\n");
	printf("step[0]:%d\n", mat1.step[0]);//480=8*60：面的大小(第一維)
	printf("step[1]:%d\n", mat1.step[1]);//60=6*10：線的大小(第二維)
	printf("step[2]:%d\n", mat1.step[2]);//6=2*3：點的大小(第三維)

										 //求size[i]：每一維元素的個數
	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：線
	printf("size[2]:%d\n", mat1.size[2]);//10：點

										 //求step1(i)：每一維元素的通道數
	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:線
	printf("step1(2):%d\n", mat1.step1(2));//3:點

										   //求elemSize：每個元素的大小(單位字節)
	printf("\n///////elemSize的大小///////\n");
	printf("elemSize:%d\n", mat1.elemSize());//6：每個元素的大小

											 //求elemSize1：每個通道的大小(單位字節)
	printf("\n///////elemSize1的大小///////\n");
	printf("elemSize1:%d\n", mat1.elemSize1());//2：每個通道的大小
	system("pause");
	return 0;
}

　　

 

 改成.jpg圖片

/求step[i]的大小:每一維元素的大小(單位字節)
//step[i]
	printf("\n///////step[i]的大小///////\n");
	printf("step[0]:%d\n", mat2.step[0]);//1200=3*400：線
	printf("step[1]:%d\n", mat2.step[1]);//3=1*3：點

										 //size[i]
	printf("\n///////size[i]的大小///////\n");
	printf("size[0]:%d\n", mat2.size[0]);//250：線
	printf("size[1]:%d\n", mat2.size[1]);//400：點

										 //step1(i)
	printf("\n///////step1(i)的大小///////\n");
	printf("step1(0):%d\n", mat2.step1(0));//1200:第一維的通道數
	printf("step1(1):%d\n", mat2.step1(1));//3:第二維的通道數

										   //elemSize
	printf("\n///////elemSize的大小///////\n");
	printf("elemSize:%d\n", mat2.elemSize());//3：每個元素的大小

											 //elemSize1
	printf("\n///////elemSize1的大小///////\n");
	printf("elemSize1:%d\n", mat2.elemSize1());//1：每個通道的大小，也就是單通道數據類型


	system("pause");
	return 0;