opencv学习笔记(2) ：Mat对象

一、概念：

Mat类是opencv中用来存储图像的类。

Mat类由矩阵头（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因图像的不同而不同，通常比矩阵头的尺寸大好几个数量级。因此，当在程序中传递图像并创建副本时，大的开销是由矩阵造成的，而不是矩阵头。OpenCV是一个图像处理库，其中包含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，因此经常需要在函数中传递图像。同时，对于那些计算量很大的图像处理算法，除非万不得已，否则不应该复制“大”图像，因为这会降低程序运行速度。

为了解决这个问题，OpenCV使用引用计数机制，其思路是让每个Mat对象有自己的矩阵头，但共享同一个矩阵（通过让矩阵指针指向同一地址来实现）。当使用复制构造函数（又称拷贝构造函数）时，只需复制矩阵头和矩阵指针即可，而不用复制矩阵本身。

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。清理工作可以通过引用计数机制来实现。无论用户什么时候复制一个Mat对象的矩阵头，都会增加矩阵的引用次数；反之，当一个矩阵头被释放之后，这个计数被减1；当计数值为0，矩阵就会被清理。但在某些时候确实需要完全复制矩阵本身（不只是矩阵头和矩阵指针），这时可以使用函数clone()或者copyTo()实现深复制。

总结：

①OpenCV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）。

②使用OpenCV的Mat类时不需要考虑内存释放问题。

③赋值运算符和复制构造函数只复制矩阵头。

④函数clone()或者copyTo()可用来复制表示图像的矩阵。

Mat类的构造函数：

1. Mat(int rows,int cols,int type)(常用)
2. Mat(Size size,int type)(常用)
3. Mat(int rows,int cols,int type,const Scalar &s)
4. Mat(Size size,int type,const Scalar &s)
5. Mat(int ndims,const int* sizes,int type)
6. Mat(int ndims,const int* sizes,int type,const Scalar &s)

二、示例代码：

#include <iostream>

#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>

using namespace cv;
using namespace std;


void test01()
{
    // 1.使用Mat()创建Mat对象
    //   创建一个类型为8位uchar，颜色为三通道黄色的2*2的Mat对象
    Mat image(2,2,CV_8UC3,Scalar(0,255,255));
    cout<<"矩阵元素"<<endl<<image<<endl;
    //   将图像保存
    if(imwrite("D:/test.jpg",image))
    {
        cout<<"图片保存成功！"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"图片保存失败！"<<endl;
    }

    // 2.创建一个超二维的矩阵
    int sz[3]={2,2,2};
    Mat image2(3,sz,CV_8UC1,Scalar(0));

    // 3.使用create()函数创建Mat对象
    Mat img;
    img.create(4,4,CV_8UC(2));
    cout<<"img = "<<endl<<img<<endl;
}