Mat::type函数返回值的意义及数据的转换Mat::convertTo

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本文介绍了 OpenCV 中 Mat 类型的数据属性查看方法及其转换方式。通过 Mat::type 函数可获取图像的数据类型和通道数，并使用 Mat::convertTo 函数进行数据类型转换。

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（1）Mat类型容器的数据类型

调用Mat::type函数可以查看Mat容器对象数据的属性，其返回值对应不同数据类型和通道数，如下表所示。

 

 举例说明：

  1. Mat image(300, 300, CV_8UC1);  
  2. cout << image.type() << endl;  

上面两行函数建立了一个CV_8UC1的Mat类对象image，则调用其type函数得到的返回值为0。

对应上表可以看到：数据格式为CV_8U，单通道（C1 means One Channel）。

同理，假设读入一幅图像，也可以查看他的数据属性，如下例：

  1. Mat image;  
  2. image = imread("1.png");  
  3. cout << image.type() << endl;  

假设返回值为16，通过上表，则可以知道被读入的图像是CV_8UC3的属性。

 

（2）对数据类型的修改

利用Mat::convertTo(OutputArray m, int rtype, double alpha=1, double beta=0)函数实现不同数据类型之间的转换。其中：

m：【输出量】就是盛放转换后数据的容器；

rtype：【输入量】目标数据类型；

alpha：【输入量】放缩尺度；

beta：【输入量】偏置量；

如下代码：

cv::Mat Src(100, 100, CV_8UC1, cv::Scalar(125));
cv::Mat Dst;
double alpha = 0.8, beta = 1.5;
Src.convertTo(Dst, CV_32FC1, alpha, beta);

表示我们新建了一个100*100的单通道矩阵Src，数据类型是uchar，所有位置填充125；

我们将Src转换为数据类型为float的矩阵，同时对矩阵内每一个元素执行如下操作：

Dst(x,y) = \alpha \times Src(x,y) + \beta

最终转换完成后的数据，放在Dst矩阵中。

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// 错误2: 返回局部变量的引用 cv::Mat& createMatrix() { cv::Mat local; return local; // 悬空引用! } // 错误3: 多次返回大型矩阵 cv::Mat loadImage(bool useAlternate) { if(useAlternate) return cv::imread("alt.jpg"); // 可能触发深拷贝 else return cv::imread("default.jpg"); // 可能触发深拷贝 } ``` ## 高级优化技巧 ### 1. 使用移动语义 (C++11及以上) ```cpp cv::Mat loadLargeResource() { cv::Mat data(4096, 4096, CV_32FC3); // 192MB // ... 填充数据 ... return std::move(data); // 显式移动 } ``` ### 2. 预分配输出内存 ```cpp void resizeImage(const cv::Mat& input, cv::Mat& output, cv::Size size) { // 重用已分配内存 if(output.size() != size || output.type() != input.type()) { output.create(size, input.type()); } cv::resize(input, output, size); } ``` ### 3. 多返回值的处理 ```cpp struct ProcessingResult { cv::Mat image; cv::Mat mask; double quality; }; ProcessingResult processImage(const cv::Mat& input) { ProcessingResult res; // ... 处理逻辑 ... return res; // RVO优化 } ``` ## 结论与建议 1. **优先使用 `const cv::Mat&` 作为输入参数** - 零拷贝开销 2. **函数返回值在现代编译器中是高效的** - 依赖RVO/NRVO优化 3. **大型临时对象考虑输出参数** - 避免多份临时拷贝 4. **始终避免不必要的深拷贝** - 使用 `const&` 和引用计数 在大多数情况下，返回 `cv::Mat` 值在性能上是可以接受的，特别是当编译器优化（RVO/NRVO）生效时。对于性能关键代码，输出参数可能提供微小的优势，但会牺牲代码可读性。
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