opencv#23 ROI区域截取

1.图像截取

Range()

cv::Range::Range(int_start,
                 int_end
                )

·start:区间的起始

·end:区间的结束

Rect(_Tp_x,_Tp_y,Tp_width,_Tp_height)

·_Tp:数据类型，C++模板特性，可以用int,double,float等替换。

·_x:矩形区域左上角第一个像素的x坐标，也就是第一个像素的列数。

·_y:矩形区域左上角第一个像素的y坐标，也就是第一个像素的行数。

·_width:矩形的宽，单位为像素，即矩形区域跨越的列数。

·_height:矩形的高，单位为像素，即矩形区域跨越的行数。

2.图像的深拷贝与浅拷贝

我们先来回顾一下图像中Mat类型是如何存储数据的，Mat是由矩阵头和数据组成，当存入信息后，占据内存中主要部分是数据，为了节省内存，若定义了两个Mat类，Mat1和Mat2,它俩引用的是同一个数据，最好的方式就是告诉Mat1和Mat2，引用的是同一个图像，这样就节省了一个图像的存储空间，但是会造成一个问题，如果将Mat1进行删除，它可能会连带着图像一起删除了，这时再通过Mat2访问图像时，就访问不到数据，造成数据丢失，这里在Mat矩阵头中定义了一个引用次数，也就是我可以知道图像是被引用了几次，如果引用次数是2，删除Mat1造成的结果就是将2变为1，并不会删除矩阵中的数据，从而避免上述问题。

还有一种问题，就是两个矩阵头共用一个数据时，当我通过Mat1访问数据，对它进行修改，比如增加了一部分， 那么我再通过Mat2访问的是同样的数据，那么它就会对图像进行改变，访问的数据就不是原先的图像，但我只希望对Mat1中的数据改变，Mat2数据不变，就涉及到如何存放Mat1和Mat2，当然可以把这张图片，分别存储Mat1和Mat2，使数据分离开，那么这样会造成程序比较复杂，而且如果我在程序中只使用图像的某个区域，是没有办法通过这种形式创建新的这样的数据，这里就设计深拷贝和浅拷贝。

我通过Mat1得到Mat2，只是复制了矩阵头，而没有复制数据，没有在内存中重新创建数据，那么深拷贝就是Mat3是由Mat2得到的，但是Mat3的矩阵头不指向Mat2，而是将这个数据重新再内存中进行创建，是由Mat3指向新创建的这样的一个数据。深拷贝的好处是可以避免由其它矩阵头对数据的改变，缺点是会创建很多数据，占用内存。

浅拷贝可以直接通过等式的形式给出，比如有一个Mat2，我想全拷贝成Mat3，可以直接Mat3 = Mat2就可以了。前面的图像截取就属于浅拷贝。

opencv中提供了两种进行深拷贝的方式，都是copyTo的形式,函数名相同，但是两者存在的类名不同，一个是存在Mat类中，一个是存在cv命名空间中，存在cv的命名空间中是一个独立的函数，我们可以直接调用这个函数，但是存在Mat类的函数，就需要你现有Mat类的变量，之后才能进行copy to的拷贝。

深拷贝函数

copyTo()

void cv::copy To(InputArray     src,
                 OutputArray    dst,
                 InputArray     mask
                )

·src:待拷贝图像。

·dst:深拷贝后的图像。

· mask:深拷贝时的掩码矩阵。

copyTo()

void cv::Mat::copyTo(OutputArray     m,
                     InputArray      mask,
                    )                const

这种形式是调用Mat里面的copyTo，由于已经指定copy的对象，所以只有两个输入参数。 

·m:深拷贝后的图像。

·mask:深拷贝时的掩码矩阵。

示例

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>

using namespace cv; //opencv的命名空间
using namespace std;

int main()
{
	Mat img = imread("E:/opencv/opencv-4.6.0-vc14_vc15/opencv/lenac.png");
	Mat ani = imread("E:/opencv/opencv-4.6.0-vc14_vc15/opencv/ani.jpeg");
	
	if (img.empty() || ani.empty())
	{
		cout << "请确认图像文件名是否正确" << endl;
		return -1;
	}
	Mat ROI1, ROI2 ,ROI2_copy, mask, img2, img_copy;
	resize(ani, mask, Size(200, 200)); //提前将图片尺寸修改
	img2 = img; //浅拷贝,img图像改变后,img2也会改变

	//深拷贝的两种方式
	img.copyTo(img_copy); //因为进行了深拷贝，修改img后，img_copy是不会变的

	//两种在图中截取ROI区域的方式
	Rect rect(206, 206, 200, 200);//定义ROI区域
	ROI1 = img(rect); //截图

	ROI2 = img(Range(300, 500), Range(300, 500)); //第二种截图方式

	img(Range(300, 500), Range(300,500)). copyTo(ROI2_copy); //对ROI2进行深拷贝

	mask.copyTo(ROI1); //在图像中加入部分图像,ROI1是浅拷贝img的，因此img也会改变，img改版后,ROI2也会改变（是在ROI2截取有重叠的情况下），同时浅拷贝的img2也会改变，这里面不会改变的是进行深拷贝的量。

	imshow("加入ani后图像", img);
	imshow("深拷贝的img_copy", img_copy);
	
	imshow("ROI对ROI2的影响", ROI2);
	imshow("深拷贝的ROI2_copy", ROI2_copy);

	circle(img, Point(300, 300), 20, Scalar(0, 0, 255), -1);

	imshow("浅拷贝的iimg2", img2);

	imshow("画圆对ROI1的影响", ROI1);


	waitKey(0);
	return 0;

}

运行后深知浅拷贝与深拷贝的区别