OpenCV中图像的浅拷贝与深拷贝 = copy clone区别

下面介绍三种OpenCV复制图像的方法：

方法1、重载运算符=

使用重载运算符“=”进行的拷贝是一种浅拷贝，虽然它们有不同的矩阵头，但是二者共享相同的内存空间，二者内容相互关联，任何一个变量变化的同时另一个变量也随之改变。

/*OpenCV v1版本*/
IplImage img_origin = cvLoadImage(".\\picture.jpg", CV_LOAD_IMAGE_COLOR); // 读取一张彩色图 
IplImage img_copy = img_origin;  // 直接赋值，浅拷贝

/*OpenCV v2之后版本*/
Mat img_origin = imread(picture, IMREAD_COLOR);  // 读取一张彩色图 
Mat img_copy = img_origin; 

方法2、cvCopy

cvCopy的原型是：
void cvCopy( const CvArr* src, CvArr* dst, const CvArr* mask CV_DEFAULT(NULL) );
OpenCV官网关于cvCopy函数的介绍
在使用这个函数之前，必须先用cvCreateImage()一类的函数开辟一段内存，然后传递给dst。cvCopy会把src中的数据复制到dst的内存中。这是一种深拷贝，真正地拷贝了一个新的图像矩阵，此时二者相互之间没有影响，但是如果设置了ROI、COI，copy只会复制ROI、COI区域的内容。

/*OpenCV v1版本*/
IplImage img_origin = cvLoadImage(".\\picture.jpg", CV_LOAD_IMAGE_COLOR); // 读取一张彩色图 
IplImage img_copy = cvCreateImage(Size(img_origin->width, img_origin ->height), img_origin ->depth, img_origin ->nChannels); 
// 开辟一个新的内存空间,图像的大小、深度与颜色通道与原图保持一致
cvCopy(img_origin, img_copy);  // 拷贝图像

/*OpenCV v2之后版本*/
Mat img_origin = imread(picture, IMREAD_COLOR);  // 读取一张彩色图 
Mat img_copy;
img_origin.copyTo(img_copy);  //在拷贝数据前会有一步img_copy.create(this->size , this->type)  

方法3、cvCloneImage

cvCloneImage的原型是：
IplImage* cvCloneImage( const IplImage* image );
OpenCV官网关于cvCloneImage函数的介绍
在使用函数之前，不用开辟内存。该函数会自己开一段内存，然后复制好图像里面的数据，然后返回这段内存中的数据。clone是把所有的都复制过来，不论你是否设置了ROI、COI等影响，clone都会原封不动的克隆过来。用clone复制后，如果源图像在内存中消失，复制的图像也变了，而用copy复制，源图像消失后，复制的图像不变。

IplImage img_origin = cvLoadImage(<span class="hljs-string">".\\picture.jpg"</span>, CV_LOAD_IMAGE_COLOR); <span class="hljs-comment">// 读取一张彩色图 </span>
IplImage img_copy = cvCloneImage(img_origin);

这里先学习OpenCV中的一个函数

void flip(InputArray src, OutputArray dst, int flipCode)
//图像变换函数，第三个参数为1时，表示水平反转，0表示垂直反转，负数表示既有水平又有垂直反转。

为介绍OpenCV中的浅拷贝，我们还是从cv::Mat说起吧。cv::Mat类是用于保存图像以及其他矩阵数据的数据结构。当cv::Mat实例化后，分配内存；当对象离开作用域后，分配的内存自动释放。cv::Mat实现了引用计数以及浅拷贝。引用计数的作用是只有当所有引用内存数据的对象都被析构后，内存才会释放。浅拷贝是指当图像之间进行赋值时，图像数据并未发生复制，而是两个对象都指向同一块内存块。
通过OpenCV中的flip函数验证浅拷贝，具体做法：

先声明一个Mat对象img加载本地图片，并显示;
然后声明一个Mat对象img1，将img浅拷贝到img1；
在img1上垂直翻转图片，注意是在原地进行操作，不创建新的图像；
显示img，注意窗口名称应与之前不相同，观察img的图像内容是否改变。

程序如下：

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

using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
    Mat img1=imread("test.jpg");  //将任意一张名为test.jpg的图片放置于工程文件夹test中
    Mat img2=img1;                //拷贝方式为浅拷贝
    imshow("First",img1);
    if(!img1.data)
    {
        cout<<"error! The image is not built!"<<endl;
        return -1;
    }
    flip(img2,img2,1);            //注意应在原地进行镜像变换
    imshow("Second",img1);
    waitKey();
    return 0;
}

运行如下，很显然，我们修改img1的内容img发生了改变。

深拷贝是指新创建的图像拥有原始图像的崭新拷贝，即拷贝图像和原始图像在内存中存放在不同地方。OpenCV中可以通过下面两种方式实现深拷贝。

1) img.copyTo(img1)
2) img1=img.clone()

通过OpenCV中的flip函数验证深拷贝，具体做法与之前相似，将img深拷贝到img1即可。
程序如下：

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

using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
    Mat img1=imread("test.jpg");  //将任意一张名为test.jpg的图片放置于工程文件夹test中
    Mat img2=img1.clone();        //拷贝方式是深拷贝
    imshow("First",img1);
    if(!img1.data)
    {
        cout<<"error! The image is not built!"<<endl;
        return -1;
    }
    flip(img2,img2,1);
    imshow("Second",img1);
    waitKey();
    return 0;
}

运行如下，深拷贝之后，任他img1七十二变，img自然不变。

了解了图像的深浅拷贝，我们使用时就要注意，尤其涉及到类时，我们应该避免返回类中的图像成员。