Mat格式詳解

一、基本概念

Mat格式是OpenCV中的一種存儲圖像的數據格式，其全稱為Matrix格式，表示一個二維矩陣。

在Mat中，每個像素都可以表示為一組數值，其中不同的通道可以表示不同顏色或不同信息。例如，RGB圖像就有紅、綠、藍三個通道，而灰度圖像則只有一個通道。

由於Mat格式是OpenCV中最基礎的數據類型之一，因此在OpenCV中，Mat和圖像基本等同。

二、Mat的特點

1、高效的數據存儲和訪問方式

在Mat中，圖像數據的存儲和訪問都是基於C++中的指針操作，具有高效性和可擴展性的特點。這可以在計算機視覺中很好地支持大規模的圖像處理任務。

2、多種格式的支持

Mat支持多種圖像格式的存儲，包括常見的BMP、JPG、PNG等格式，也支持一些類似於地圖、文本等非圖像格式的轉換與處理。

3、跨平台性

由於Mat是一種基於C++的數據類型，理論上可以在大多數操作系統中使用，包括Windows、Linux、macOS等主流操作系統。

三、Mat的操作

1. Mat的創建

Mat img = imread("test.png", CV_LOAD_IMAGE_COLOR);

Mat對象可以通過imread()函數創建，並且讀取指定路徑的圖像。其中CV_LOAD_IMAGE_COLOR表示讀取彩色圖像，CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE則表示讀取灰度圖像。

2. Mat的賦值和拷貝

Mat A(10, 10, CV_8UC3, Scalar(100, 30, 200));  // 通過Scalar構造函數創建3通道的A矩陣

Mat對象可以通過Scalar類型的構造函數創建，其中定義了Mat的大小和通道數，並且初始化了每個像素的值。

Mat B = A.clone();  // 通過clone()函數創建B矩陣並將A矩陣拷貝到B矩陣

Mat對象可以通過clone()函數進行拷貝。

3. Mat的通道分離與合併

Mat channels[3];
split(img, channels);  // 將img的BGR三個通道分別存儲在channels數組中

Mat對象可以通過split()函數將其不同通道的像素值分別存儲到多個Mat對象中。

Mat merged;
merge(channels, 3, merged);  // 將三個通道的Mat數組合併為一個Mat圖像

Mat對象可以通過merge()函數將不同通道的Mat對象合併為一個Mat對象。

4. Mat的遍歷與訪問

for(int i = 0; i < img.rows; i++) {
    for(int j = 0; j < img.cols; j++) {
        Vec3b bgrPixel = img.at(i, j);
        bgrPixel[0] = 255 - bgrPixel[0];  // 改變blue分量
        img.at(i, j) = bgrPixel;
    }
}

Mat對象可以通過at()函數進行遍歷和訪問像素點。at()函數接受行列坐標參數並返回指定像素點的CV_8UC3類型值，可以通過指定像素點的.row/.col/.val等操作直接對其進行操作。

四、總結

Mat格式作為OpenCV中最基礎的數據類型之一，在計算機視覺領域中應用廣泛。它具有高效的數據存儲和訪問方式、多種格式的支持以及跨平台性等特點，為大規模高效的圖像處理任務提供了堅實的支撐。