OpenCV 像素存储

像素存储

OpenCV 中图像矩阵的大小取决于所用的颜色模型,更准确的说是取决于图像所用到的通道数。
如果使用的是灰度图,矩阵大概如图所示:
在这里插入图片描述
如果使用的是多通道的图像,矩阵中的列会包含多个子列,子列的个数和通道数相等。例如 RGB 颜色模型的矩阵大致如下图所示:
在这里插入图片描述
很多情况下,因为内存足够大,可以实现连续存储,因此图像中的各行能够一行一行的连接起来,形成一个长行。连续存储有助于提升图像扫描速度,我们可以使用 isContinuous 来判断矩阵是不是连续存储的。

简单示例

下面模拟实现减少图像颜色的操作

// ---------------------【 colorReduce() 函数 】------------------
//          描述:使用【指针访问:C操作符[]】方法版的颜色空间缩减函数
// --------------------------------------------------------------
void colorReduce (Mat& inputImage, Mat& outputImage, int div)
{
    // 参数准备
    outputImage = inputImage.clone()j;
    int rowNumber = outputImage.rows();    // 行号
    int colNumber =	outputImage.clos * outputImage.channels();    // 列数 * 通道数 = 每一行元素的个数
    // 双重循环,遍历所有的元素
    for (int i = 0; i < rowNumber; ++i) {
        uchar* data = outputImage.ptr<uchar>(i);    // 获取第 i 行的首地址
         for (int j = 0; j < colNumber; ++j) {
             //  ------ 【开始处理了每个元素】------
             data[j] = data[j] / div * div + div / 2;
         }
    }
}

Mat 类有若干成员函数,可以获取到图像的属性。公有成员函数变量 cols 和 rows 给出了图像大的宽和高,而成员函数 channels() 用于返回图像的通道数。灰度图的通道数是 1,彩色图的通道数是3.

以上示例还可以使用迭代器的方式实现

void colorReduce (Mat& inputImage, Mat& outputImage, int div)
{
  // 参数准备
  outputImage = inputImage.clone();
  // 获取迭代器
  Mat_<Vec3d>::iterator it = outputImage.begin<Vec3d>();  // 初始位置
  Mat_<Vec3d>::iterator itend = outputImage.end<Vec3d>()'  // 结束位置
  for (; it != itend; ++it) {
    (*it)[0] = (*it)[0] /div * div + div /2;
    (*it)[1] = (*it)[1] /div * div + div /2;
    (*it)[2] = (*it)[2] /div * div + div /2;
  }
}
### OpenCV 像素坐标系的定义与使用 #### 定义 在 OpenCV 中,像素坐标系是以图像的 **左上角** 作为原点 `(0, 0)` 的二维直角坐标系。该坐标系中,`u` 表示横坐标(对应列号),`v` 表示纵坐标(对应行号)。需要注意的是,在 OpenCV 的语境下,通常会将 `u` 替换为 `x`,`v` 替换为 `y` 来表示像素位置[^1]。 具体来说: - 图像矩阵中的每一行代表一个固定的 `v` 或 `y` 值; - 每一列则代表一个固定的 `u` 或 `x` 值。 因此,对于任意像素点 `(x, y)`,可以通过索引 `[y][x]` 访问对应的像素值。这种设计使得图像数据可以被高效存储和操作。 --- #### 使用方法 为了访问或修改图像中的像素值,OpenCV 提供了多种方法: 1. **通过 `.at<T>(row, col)` 方法** 这是最常用的方式之一,适用于不同类型的数据结构。例如,如果图像是三通道 BGR 格式的彩色图像,则可以使用如下代码获取并设置某个像素的颜色值: ```cpp cv::Mat image = cv::imread("example.jpg"); if (!image.empty()) { // 获取指定像素 (100, 50) 处的蓝色分量 uchar blueValue = image.at<cv::Vec3b>(100, 50)[0]; // 修改同一像素处的红色分量 image.at<cv::Vec3b>(100, 50)[2] = 255; } ``` 上述代码片段展示了如何读取和写入单个像素的具体颜色分量。注意这里的参数顺序:第一个参数是行号(即 `y`),第二个参数是列号(即 `x`)[^3]。 2. **利用 `cv::Point` 结构体** 如果更倾向于几何学上的表达形式,也可以借助 `cv::Point(x, y)` 类型来定位像素点的位置。例如: ```cpp cv::Point pt(50, 100); cv::Vec3b& pixel = image.at<cv::Vec3b>(pt); pixel[1] = 128; // 设置绿色分量为中间亮度 ``` 此外,当采用这种方式时需特别留意行列次序的不同映射关系——尽管直观上看似乎应写作 `image.at<Point>(col, row)`,但实际上仍遵循先传入行再传递列的原则。 3. **遍历整个图像** 对整幅画面逐一遍历时可采取双重循环策略完成任务。下面给出一段创建空白画布并将其中部分区域填充成白色的例子: ```cpp int rows = 300, cols = 200; cv::Mat canvas(rows, cols, CV_8UC3, cv::Scalar(0, 0, 0)); // 初始化全黑背景 for(int r=75;r<225;++r){ for(int c=50;c<150;++c){ canvas.at<cv::Vec3b>(r,c)={255,255,255}; // 白色RGB=(255,255,255) } } cv::imshow("Canvas",canvas); cv::waitKey(); ``` 上述实例不仅体现了基本的操作技巧,还进一步巩固了关于坐标轴方向性的认识。 --- ### 总结 综上所述,掌握好 OpenCV像素坐标体系及其实际应用手段至关重要。无论是单独提取某一点的信息还是大规模批量处理多组数据集均离不开这一基础概念的支持。同时也要记得始终按照先行后列这样的固定模式来进行各项运算以免发生错误解读现象的发生。
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