OpenCV 中的split函数和merge函数 及示例

本文详细介绍OpenCV中split和merge函数的使用方法,split用于将多通道图像分解为单通道图像,而merge则将单通道图像合成为多通道图像。文章通过示例代码展示了如何利用这两个函数进行色彩通道的分离与合成。

就让我们来详细介绍一下这两个互为冤家的函数。首先是进行通道分离的split函数。

<1>split函数详解

将一个多通道数组分离成几个单通道数组。ps:这里的array按语境译为数组或者阵列。

这个split函数的C++版本有两个原型,他们分别是:

C++: void split(const Mat& src, Mat*mvbegin);
C++: void split(InputArray m,OutputArrayOfArrays mv); 

关于变量介绍:

第一个参数,InputArray类型的m或者const Mat&类型的src,填我们需要进行分离的多通道数组。

第二个参数,OutputArrayOfArrays类型的mv,填函数的输出数组或者输出的vector容器。

<2>merge函数详解

merge()函数的功能是split()函数的逆向操作,将多个数组组合合并成一个多通道的数组。

它通过组合一些给定的单通道数组,将这些孤立的单通道数组合并成一个多通道的数组,从而创建出一个由多个单通道阵列组成的多通道阵列。它有两个基于C++的函数原型:


C++: void merge(const Mat* mv, size_tcount, OutputArray dst)
C++: void merge(InputArrayOfArrays mv,OutputArray dst)
第一个参数,mv,填需要被合并的输入矩阵或vector容器的阵列,这个mv参数中所有的矩阵必须有着一样的尺寸和深度。

第二个参数,count,当mv为一个空白的C数组时,代表输入矩阵的个数,这个参数显然必须大于1.
第三个参数,dst,即输出矩阵,和mv[0]拥有一样的尺寸和深度,并且通道的数量是矩阵阵列中的通道的总数。

函数解析:

merge函数的功能是将一些数组合并成一个多通道的数组。关于组合的细节,输出矩阵中的每个元素都将是输出数组的串接,其中,第i个输入数组的元素被视为mv[i]。 c一般用其中的Mat::at()方法对某个通道进行存取,也就是这样用channels.at(0)。

PS: Mat::at()方法,返回一个引用到指定的数组元素。注意是引用,相当于两者等价,修改其中一个另一个跟着变。

at()与[]一样,为下标索引。


综合示例:
#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std; 
int main()
{
	vector<Mat> channels;
	Mat imageBlueChannel;
	Mat imageGreenChannel;
	Mat imageRedChannel;
	Mat	srcImage4 = imread("C://1.jpg");
	// 把一个3通道图像转换成3个单通道图像
	split(srcImage4, channels);//分离色彩通道
	imageBlueChannel = channels.at(0);
	imageGreenChannel = channels.at(1);
	imageRedChannel = channels.at(2);
	
	//三个分量R、G、B因为是单通道图像,所以只能显示为灰度图。
	//如果要想显示出颜色来,应该用三通道图像来显示,比如显示R,我们就让G和B通道的数值为0或255。
	//显示彩色的B分量
	vector<Mat> mbgr(3);
	Mat bk1(srcImage4.size(), CV_8UC1, Scalar(0));   //像素为0
	//表示了矩阵中元素的类型以及矩阵的通道个数,它是一系列的预定义的常量,其命名规则为CV_ + (位数)+(数据类型)+(通道数)。
	Mat imageB(srcImage4.size(), CV_8UC3);
	
	//显示bgr三色图像中的blue通道  可以修改mbgr【1】或者mbgr【2】的值  
	mbgr[0] = channels[0];
	mbgr[1] = bk1;
	mbgr[2] = bk1;
	/*
	//显示三通道图像原图
	mbgr[0] = channels[0];
	mbgr[1] = channels[1];
	mbgr[2] = channels[2];
	*/
	merge(mbgr, imageB);
	imshow("imageB", imageB);
 
	waitKey();
	return 0;
}

上面的代码先做了相关的类型声明,然后把载入的3通道图像转换成3个单通道图像,放到vector<Mat>类型的channels中,接着进行引用赋值。

根据OpenCV的BGR色彩空间(bule,Green,Red,蓝绿红),其中channels.at(0)就表示引用取出channels中的蓝色分量,channels.at(1)就表示引用取出channels中的绿色色分量,channels.at(2)就表示引用取出channels中的红色分量。

一对做相反操作的plit()函数和merge()函数和用法就是这些了。另外提一点,如果我们需要从多通道数组中提取出特定的单通道数组,或者说实现一些复杂的通道组合,可以使用mixChannels()函数。

测试图像: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20181118203517649.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pxeDk1MTEwMg==,size_16,color_FFFFFF,t_70)

修改代码为:

mbgr[0] = bk1;
mbgr[1] = channels[1];
mbgr[2] = bk1;

在这里插入图片描述
把代码中的注释去掉运行这个代码,就可以还原原图了:

    mbgr[0] = channels[0];
	mbgr[1] = channels[1];
	mbgr[2] = channels[2];

在这里插入图片描述

<think>我们正在讨论OpenCV中的merge()函数。根据用户的问题,他们想了解merge()函数的用法功能。 首先,回顾一下:OpenCV是一个开源的计算机视觉库,提供了许多图像处理机器学习的功能。merge()函数OpenCV中处理图像通道的一个函数。 功能:merge()函数用于将多个单通道图像合并成一个多通道图像。它与split()函数的功能相反(split()是将多通道图像拆分成单通道图像)。 用法:在C++中,merge()函数的原型如下: void merge(const Mat* mv, size_t count, OutputArray dst); void merge(InputArrayOfArrays mv, OutputArray dst); 参数说明: - mv: 输入的单通道图像数组或向量。在C++中,可以是Mat数组或vector<Mat>。 - count: 当mv是数组时,count表示数组的长度(在第二个原型中不需要,因为vector知道自己的大小)。 - dst: 输出的多通道图像。 在Python中,OpenCVmerge()函数使用方式为: dst = cv.merge(mv) 其中mv是一个包含多个单通道数组(或图像)的列表或元组。 示例:假设我们有三张单通道图像(分别代表B、G、R通道),我们可以将它们合并成一张三通道的彩色图像。 下面给出一个Python示例: ```python import cv2 import numpy as np # 创建三个单通道图像(每个通道都是8x8的随机像素值) blue_channel = np.random.randint(0, 256, (8,8), dtype=np.uint8) green_channel = np.random.randint(0, 256, (8,8), dtype=np.uint8) red_channel = np.random.randint(0, 256, (8,8), dtype=np.uint8) # 使用merge合并这三个通道 merged_image = cv2.merge([blue_channel, green_channel, red_channel]) # 显示合并后的图像(注意:由于是随机生成的,可能看起来像噪点) print("Merged Image (first few rows):") print(merged_image[0:3, 0:3]) # 打印前3行前3列的像素值 ``` 注意:在OpenCV中,默认的颜色通道顺序是BGR(蓝、绿、红),而不是RGB。因此,在合并时,我们按照B、G、R的顺序传入。 另外,merge()也可以用于合并多于三个通道的图像,例如合并四个通道(如RGBA)或者更多。 常见应用场景: - 从多个单通道图像(例如从split()得到的结果)重新组合成多通道图像。 - 创建多通道图像(例如将多个特征图合并)。 注意事项:所有输入的单通道图像必须具有相同的尺寸数据类型。 参考引用:OpenCV官方文档[^1]中关于merge函数的说明。 现在,生成相关问题: 1. 在OpenCVsplit()函数的作用是什么? 2. 除了merge()函数,还有其他方法可以合并图像通道吗? 3. 如何将一张BGR图像转换成RGB图像? 注意:由于我们无法访问外部网络,所以引用标识[^1]仅作为示例,实际应指向用户提供的参考引用或已知的OpenCV文档。</think>### OpenCV `merge()` 函数详解 #### 功能与用途 `merge()` 函数用于将多个单通道矩阵(如分离的 B、G、R 通道)**合并成一个多通道图像**。它是 `split()` 函数的逆操作,常用于重组通道分离后的图像或创建自定义多通道图像(如 BGR、RGBA 等)[^1]。 #### 函数原型(Python) ```python merged_image = cv2.merge(mv) ``` - **参数** `mv`: 单通道矩阵的列表/元组(如 `[blue_channel, green_channel, red_channel]`) - **返回值** 合并后的多通道图像(`numpy.ndarray`) #### 核心特性 1. **通道顺序**:按输入列表顺序合并通道(OpenCV 默认顺序为 **BGR**) 2. **矩阵约束**:所有输入矩阵必须满足: - 相同尺寸(高度、宽度) - 相同数据类型(如 `uint8`) - 均为单通道 #### 示例代码 ```python import cv2 import numpy as np # 创建三个单通道矩阵(模拟 BGR 通道) blue = np.ones((100, 100), dtype=np.uint8) * 255 # 纯蓝色通道 green = np.zeros((100, 100), dtype=np.uint8) # 纯绿色通道 red = np.zeros((100, 100), dtype=np.uint8) # 纯红色通道 # 合并为 BGR 图像 bgr_image = cv2.merge([blue, green, red]) # 顺序: B -> G -> R # 显示结果(蓝色图像) cv2.imshow("Merged Image", bgr_image) cv2.waitKey(0) ``` #### 典型应用场景 1. **重组分离通道**:与 `split()` 配合使用 ```python b, g, r = cv2.split(image) # 分离通道 modified_b = ... # 处理蓝色通道 reconstructed = cv2.merge([modified_b, g, r]) # 重组 ``` 2. **创建自定义图像**:如合成多光谱图像 3. **转换色彩空间**:合并 LAB/YUV 等通道 4. **添加 Alpha 通道**:创建带透明度的图像 ```python rgba = cv2merge([b, g, r, alpha_channel]) # RGBA 图像 ``` #### 注意事项 - ⚠️ 输入顺序错误会导致色彩异常(如将红色通道放在首位会得到红色图像) - ⚠️ 矩阵尺寸/类型不匹配会触发 `cv2.error` - 性能建议:对大图像优先使用 NumPy 的 `dstack()`(但需手动处理通道顺序) > 官方文档参考:[OpenCV merge() function](https://docs.opencv.org/master/d2/de8/group__core__array.html#ga61f2f2bde71a65d932f9a0a0a7f02722)[^1]
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