OpenCV Mat实例详解 六

Bill662024-02-25 9:38

本文将接着OpenCV Mat实例详解继续介绍OpenCV Mat类的操作符及公有成员函数。

Mat & operator =

Mat & operator= (const Mat &m)

将一个Mat对象赋值个另一个Mat对象。

Mat & operator= (const MatExpr &expr)

将一个Mat表达式值赋值给Mat对象

Mat & operator= (const Scalar &s)

将一个标量赋值给Mat对象。

Mat & operator= (Mat &&m)

是一个移动赋值操作符，它允许你将一个 Mat 对象的资源"移动"到另一个 Mat 对象，而不是进行传统的拷贝。这样做可以节省大量时间和内存，因为资源只是在指针级别上被转移，而不是实际的数据。

新建一个控制台应用程序，来演示上面赋值操作符的应用方法，在程序中加入如下代码：

// OpenCVMatTest6.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。

#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace cv;
using namespace std;

int main()
{
	//**********Example for operator = 
    Mat src = imread("1.png");
	if (src.empty())
	{
		cout << "Cann't open the image!" << endl;
		return -1;
	}
	Mat dst = src;
	imshow("Dst", dst);

	Mat m1 = (Mat_<uchar>(3, 3) << 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
	Mat m2 = (Mat_<uchar>(3, 3) << 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18);

	MatExpr me = m1.mul(m2, 1);
	Mat dst1 = me;
	cout << "dst1:" << endl;
	cout << dst1 << endl;

	Mat dst2(5, 5, CV_8UC3);
	dst2 = Scalar(255, 0, 0);
	cout << "dst2:" << endl;
	cout << dst2 << endl;

	Mat dst3 = move(src);
	imshow("Dst3", dst3);

	waitKey(0);
	return 1;
}

试运行，结果如下：

​

void pop_back (size_t nelems=1)

从Mat对象矩阵的底部移除元素，该方法从矩阵底部删除一行或多行。

nelems 移除元素的行数。

void push_back (const _Tp &elem)

将元素添加到Mat对象数据矩阵的底部。这些方法将一个或多个元素添加到矩阵的底部。它们模拟STL向量类的相应方法。当 elem 为 Mat 时，其类型和列数必须与容器矩阵中的相同。

elem 添加的元素

将上面示例程序中无关的代码注释掉，插入新代码来演示上面两个函数的用法，插入的代码如下：

//**********Example for pop_back(),push_back()
Mat m1 = (Mat_<uchar>(3, 3) << 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
m1.pop_back(1);
cout << "m1 rows after pop back:" << endl;
cout << m1.rows << endl;

Mat m2 = (Mat_<uchar>(1, 3) << 11, 11, 11);
m1.push_back(m2);
cout << "m1 rows after push back:" << endl;
cout << m1.rows << endl;
cout << "m1 after push back:" << endl;
cout << m1 << endl;

试运行，结果如下：

​

数据指针ptr

uchar * ptr (int i0=0)

const uchar * ptr (int i0=0) const

返回指向指定矩阵行的指针。这些方法返回 uchar* 或指向指定矩阵行的类型化指针。上面两个函数的区别在与接受的参数不同

i0 从0开始的行索引。

重载函数：

为方便起见OpenCV Mat提供l了很多重载成员函数。它与上述函数的不同之处仅在于它接受的参数。

uchar * ptr (int row, int col)

const uchar * ptr (int row, int col) const

uchar * ptr (int i0, int i1, int i2)

const uchar * ptr (int i0, int i1, int i2) const

uchar * ptr (const int *idx)

const uchar * ptr (const int *idx) const

template<int n> _Tp * ptr (const Vec< int, n > &idx)

template<int n> const _Tp * ptr (const Vec< int, n > &idx) const

template<typename _Tp > _Tp * ptr (int i0=0)

template<typename _Tp > const _Tp * ptr (int i0=0) const

template<typename _Tp > _Tp * ptr (int row, int col)

template<typename _Tp > const _Tp * ptr (int row, int col) const

template<typename _Tp > _Tp * ptr (int i0, int i1, int i2)

template<typename _Tp > const _Tp * ptr (int i0, int i1, int i2) const

template<typename _Tp > _Tp * ptr (const int *idx)

template<typename _Tp > const _Tp * ptr (const int *idx) const

template<typename _Tp , int n> _Tp * ptr (const Vec< int, n > &idx)

template<typename _Tp , int n> const _Tp * ptr (const Vec< int, n > &idx) const

将上面示例程序中无关的代码注释掉，插入新代码来演示上面函数的用法，插入的代码如下：

//*********Example for ptr

//uchar* ptr(int i0 =0), cost uchar* ptr(int i0 =0) const
Mat m1(3, 3, CV_8UC1);
for (size_t i = 0; i <3; i++)
{
	int j = 0;
	while (j<3)
	{
		uchar* puchar= m1.ptr(i);
		puchar[j] = j;
		j++;
	}
}
cout << "m1:" << endl;
for (size_t i = 0; i < 3; i++)
{
	int j = 0;
	while (j < 3)
	{
		uchar* puchar = m1.ptr(i);
		cout << (int)puchar[j] << "  ";
		j++;
	}
	cout << endl;
}

//uchar* ptr(int row, int col), const uchar* ptr(int row, int col) const
Mat m2(3, 3, CV_8UC1);

for (size_t i = 0; i < 3; i++)
{
	int j = 0;
	while (j < 3)
	{
		uchar* puchar = m2.ptr(i, j);
		*puchar = j + 1;
		j++;
	}
}
cout << "m2:" << endl;
for (size_t i = 0; i < 3; i++)
{
	int j = 0;
	while (j < 3)
	{
		uchar* puchar = m2.ptr(i, j);
		cout << (int)*puchar << "  ";
		j++;
	}
	cout << endl;
}

//ucahr* ptr(int i0, int i1, int in2), const ucahr* ptr(int i0, int i1, int in2) const
Mat m3(5, 5, CV_8UC3);
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	for (size_t j = 0; j < 5; j++)
	{
		int k = 0;
		while (k < 3)
		{
			uchar* puchar = m3.ptr((i, j), k);
			*puchar = k;
			k++;
		}
	}
}
cout << "m3:" << endl;
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	for (size_t j = 0; j < 5; j++)
	{
		int k = 0;
		while (k < 3)
		{
			uchar* puchar = m3.ptr((i, j), k);
			cout <<(int)*puchar << "  ";
			k++;
		}
	}
	cout << endl;
}

//uchar* ptr(onst int* idx), const uchar* ptr(onst int* idx) const
Mat m4(5, 5, CV_8UC1);
int idx[] = {0,1,2,3,4};

for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	uchar* puchar = m4.ptr(idx);
	int j = 0;
	while(j < 5)
	{
		puchar[j] = j;
		j++;
	}
	puchar++;
}
cout << "m4:" << endl;
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	uchar* puchar = m4.ptr(idx);
	int j = 0;
	while (j < 5)
	{
		cout << (int)puchar[j] << " ";
		j++;
	}
	cout << endl;
	puchar++;
}

//​template<int n> _Tp* ptr (const Vec< int, n > &idx), template<int n> ​_Tp* ptr (const Vec< int, n > &idx),​ const _Tp* ptr (const Vec< int, n > &idx) const​
Mat m5(5, 5, CV_8UC1);
Vec<int, 5> vec1 = {0,1,2,3,4};

for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	uchar* puchar = m5.ptr(vec1);
	int j = 0;
	while (j < 5)
	{
		puchar[j] = 255 -j;
		j++;
	}
	puchar++;
}
cout << "m5:" << endl;
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	uchar* puchar = m5.ptr(vec1);
	int j = 0;
	while (j < 5)
	{
		cout <<(int) puchar[j] << "  ";
		j++;
	}
	puchar++;
	cout << endl;
}

//​template<typename _Tp > _Tp* ptr (int i0 = 0),​ template<typename _Tp >  const _Tp* ptr (int i0 = 0) const
Mat M6(5, 5, CV_8UC1);
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	uchar* puchar = M6.ptr(i);
	int j = 0;
	while (j < 5)
	{
		puchar[j] = 127 - j;
		j++;
	}
	puchar++;
}
cout << "m6:" << endl;
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	uchar* puchar = M6.ptr(i);
	int j = 0;
	while (j < 5)
	{
		cout << (int)puchar[j] <<"  ";
		j++;
	}
	cout << endl;
	puchar++;
}

//​template<typename _Tp > _Tp* ptr (int row, int col), ​template<typename _Tp > const _Tp* ptr (int row, int col) const
Mat m7(3, 3, CV_8UC3);
for (size_t i = 0; i < 3; i++)
{
	int j = 0;
	while (j < 3)
	{
		uchar*  puchar = m7.ptr(i,j);
		puchar[0] = 255;
		puchar[1] = 0;
		puchar[2] = 0;
		j++;
	}
}
cout << "m7:" << endl;
for (size_t i = 0; i < 3; i++)
{
	int j = 0;
	while (j < 3)
	{
		uchar* puchar = m7.ptr(i,j);
		cout <<(int) puchar[0] << "  " << (int)puchar[1] << "  " << (int)puchar[2] << endl;
		j++;
	}
}

//​template<typename _Tp > _Tp* ptr (int i0, int i1, int i2),  template<typename _Tp >  const _Tp* ptr (int i0, int i1, int i2) const
Mat m8(5, 5, CV_8UC3);
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	for (size_t j = 0; j < 5; j++)
	{
		int k = 0;
		while (k < 3)
		{
			uchar* puchar = m8.ptr((i, j), k);
			*puchar = k;
			k++;
		}
	}
}
cout << "m8:" << endl;
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	for (size_t j = 0; j < 5; j++)
	{
		int k = 0;
		while (k < 3)
		{
			uchar* puchar = m8.ptr((i, j), k);
			cout <<(int)*puchar;
			k++;
		}
	}
	cout << endl;
}

//​template<typename _Tp > _Tp* ptr (const int* idx), ​template<typename _Tp > const _Tp* ptr (const int* idx) const
//Mat m9(5, 5, CV_8UC1);
Mat m9 = Mat_<uchar>(5, 5);
int idx1[] = { 0,1,2,3,4 };

for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	uchar* puchar = m9.ptr(idx1);
	int j = 0;
	while (j < 5)
	{
		puchar[j] = j;
		j++;
	}
	puchar++;
}
cout << "m9:" << endl;
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	uchar* puchar = m9.ptr(idx1);
	int j = 0;
	while (j < 5)
	{
		cout << (int)puchar[j] << " ";
		j++;
	}
	cout << endl;
	puchar++;
}

//​template<typename _Tp, int n> _Tp* ptr (const Vec< int, n > &idx), ​template<typename _Tp, int n> const _Tp* ptr (const Vec< int, n > &idx) const​
//Mat m10(5, 5, CV_8UC1);
Mat m10 = Mat_<uchar>(5, 5);
Vec<int, 5> vec2 = { 0,1,2,3,4 };

for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	uchar* puchar = m10.ptr(vec2);
	int j = 0;
	while (j < 5)
	{
		puchar[j] = 255 - j;
		j++;
	}
	puchar++;
}
cout << "m10:" << endl;
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	uchar* puchar = m10.ptr(vec2);
	int j = 0;
	while (j < 5)
	{
		cout << (int)puchar[j] << "  ";
		j++;
	}
	puchar++;
	cout << endl;
}

试运行，结果如下：

template<typename _Tp > std::reverse_iterator< MatIterator_< _Tp > > rbegin ()

template<typename _Tp > std::reverse_iterator< MatConstIterator_< _Tp > > const

template<typename _Tp > std::reverse_iterator< MatIterator_< _Tp > > rend ()

template<typename _Tp > std::reverse_iterator< MatConstIterator_< _Tp > > rend () const

rebegin()与begin()相同，但是反向遍历。

rend()与end()相同，但是反向遍历。

将上面示例程序中无关的代码注释掉，插入新代码来演示上面函数的用法，插入的代码如下：

//for template<typename _Tp >  ​reverse_iterator< MatIterator_​<_Tp>> rbegin(),rend();
Mat m(3, 3, CV_8UC1);
typedef MatIterator_<uchar> T1;
typedef MatConstIterator_<uchar> T2;

reverse_iterator<T1> it1 = m.rbegin<uchar>();
reverse_iterator<T1> it2 = m.rend<uchar>();

reverse_iterator<T2> it3 = m.rbegin<uchar>();
reverse_iterator<T2> it4 = m.rend<uchar>();

int i = 1;
while (it1 < it2)
{
	*it1 = i;
	i++;
	it1++;
}
cout << "m:  " << endl;
cout << m << endl;
while (it3 <it4)
{
	cout << (int)*it3 << "  ";
	it3++;
}
cout << endl;

试运行，结果如下：

void release ()

递减参考计数器并取消分配矩阵。

该方法递减与矩阵数据相关联的参考计数器。当引用计数器达到 0 时，矩阵数据被释放，数据和引用计数器指针被设置为 NULL。如果矩阵头指向外部数据集（参见 Mat::Mat ），则引用计数器为 NULL，并且该方法在这种情况下不起作用。

在上面程序中插入以下代码：

试运行，结果如下：

可见输出矩阵为一个空矩阵。

void reserve (size_t sz)

为一定数量的行保留空间。

该方法为 sz 行保留空间。如果矩阵已经有足够的空间来存储 sz 行，则不会发生任何情况。如果重新分配矩阵，则保留前 Mat::rows 行。该方法模拟STL向量类的相应方法。

sz 行数

void reserveBuffer (size_t sz)

为一定数量的字节保留空间。

该方法保留 sz 字节的空间。如果矩阵已经有足够的空间来存储 sz 字节，则不会发生任何情况。如果必须重新分配矩阵，其先前的内容可能会丢失。

sz 字节数

上面两个程序的调用十分简单，这里就不做实例演示了。

Mat reshape (int cn, int rows=0) const

更改 2D 矩阵的形状和/或通道数，而不复制数据。

Mat reshape (int cn, int newndims, const int *newsz) const

Mat reshape (int cn, const std::vector< int > &newshape) const

后两个函数是重载函数，其作用相似，接受的参数不同。

参数：

cn 新的通道数

rows 新的rows

newndims 新的维度

newsz 所有维度均具有新矩阵大小的数组。如果某些尺寸为零，则假定这些尺寸中的原始尺寸。

newshape 所有维度具有新矩阵大小的向量。如果某些尺寸为零，则假定这些尺寸中的原始尺寸。

注释掉上面程序的无关代码，插入新代码来演示改程序的用法。插入的代码如下：

//for resahpe()
Mat src = imread("1.png");
if (src.empty())
{
	cout << "Cann't open the image!" << endl;
	return -1;
}
imshow("src", src);
Mat dst1 = src.reshape(src.channels(), src.rows/2);
imshow("Dst1", dst1);

Mat src1 = (Mat_<uchar>(3, 3) << 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
const int newsz[] = {3, 4};

Mat dst2 = src1.reshape(1,2, newsz);
cout << "dst2 cols:"<< dst2.cols << endl;
cout <<"dst2 rows: "<< dst2.rows << endl;
cout << "dst2 channels: "<< dst2.channels() << endl;
cout << "dst2 size: " << dst2.size() << endl;
cout << "dst2 type: " << dst2.type() << endl;


Mat src2(Size(2, 2), CV_8UC3, Scalar(1, 2, 3));
vector<int> new_shape{ 4, 3 };
Mat dst3 = src2.reshape(1, new_shape);

cout << "dst3 cols:" << dst3.cols << endl;
cout << "dst3 rows: " << dst3.rows << endl;
cout << "dst3 channels: " << dst3.channels() << endl;
cout << "dst3 size: " << dst3.size() << endl;
cout << "dst23 type: " << dst3.type() << endl;

试运行，结果如下：

void resize (size_t sz)

改变矩阵的rows

void resize (size_t sz, const Scalar &s)

改变矩阵的rows及矩阵值

参数 ：

sz 新的矩阵rows

s 矩阵的新值。

注释掉上面程序中无关的代码，添加新代码，来演示该函数的用法，添加的新代码如下：

//Example for resize()
Mat src(500, 500, CV_8UC3, Scalar(255, 0, 0));
imshow("src", src);

src.resize(300);
imshow("src resied first", src);

src.resize(400, Scalar(0, 0, (uchar)255));
imshow("src resied second", src);

试运行，结果如下：

Mat row (int y) const

为指定的矩阵行创建矩阵头，不copy数据

Mat rowRange (int startrow, int endrow) const

为指定的row跨度创建矩阵头，不copy数据

Mat rowRange (const Range &r) const

为指定的row跨度创建矩阵头，不copy数据

这几个函数与前面讲过的col (int x) const，colRange (int startcol, int endcol) const，colRange (const Range &r) const原理类似前者是针对row，后面针对的是row，这里就不再做演示。

Mat & setTo (InputArray value, InputArray mask=noArray())

将全部或部分数组元素设置为指定值。

This is an advanced variant of the Mat::operator=(const Scalar& s) operator.

参数：

Value 分配的标量转换为实际的数组类型。

mask 与 *this 大小相同的操作掩码。它的非零元素表示哪些矩阵元素需要复制。掩码必须为 CV_8U 类型，并且可以有 1 个或多个通道。

注释掉上面程序中无关的代码，插入新代码，来演示·该·函数的用法，插入代码如下：

//Example for setTo (InputArray value, InputArray mask=noArray())
Mat m1(5, 5, CV_8UC1, Scalar(110));
Mat mask(5, 5, CV_8UC1, Scalar(255));
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
	int j = 1;
	while (j <3)
	{
		mask.at<uchar>(j, i) = 0;
		j++;
	}
	
}
Scalar newVal(115);
m1.setTo(newVal, mask);

m1.setTo(newVal, mask);
cout << m1 << endl;

试运行，结果如下：

size_t step1 (int i=0) const

返回一个标准化步长。

该方法返回除以 Mat::elemSize1() 的矩阵步长。快速访问任意矩阵元素非常有用。

注释掉上面程序中无关代码，插入新代码，来演示该函数的用法，插入代码如下：

//Example for step1()
	Mat m1(5, 5, CV_8UC3, Scalar(0,0,255));
	cout << "m1 elmentsize: " << m1.elemSize() << endl;
	cout << "m1 elmentsize1: " << m1.elemSize1() << endl;
	cout << "m1 step: " << m1.step << endl;
	cout << "m1 step1: " << m1.step1() << endl;

试运行，结果如下：

MatExpr t () const

转置矩阵，即返回该Mat对象数据矩阵的转置矩阵。

注释掉上面演示程序的无关代码，插入新代码，来演示该函数的用法，插入代码如下：

//Example for t()
Mat m1 = (Mat_<uchar>(3,3) <<1,2,3,4,5,6,7,8,9);
cout << "m1:" << endl;
cout << m1 << endl;
Mat m2 = m1.t();
cout << "m2:" << endl;
cout << m2 << endl;

试运行，结果如下：

size_t total () const

返回Mat对象数据矩阵element的总数。

size_t total(int startDim, int endDim=INT_MAX) const

该方法返回某个子数组切片内的元素数量

int type() const

返回element type

注释掉上面演示程序中无关的代码，插入新代码，演示上面几个函数的用法，插入代码如下：

//Example for total(),type()
Mat m1(10, 10, CV_8UC3,Scalar(0,0,255));
cout <<"m1 total: "<< m1.total() << endl;
cout << "m1  total2: " << m1.total((int)3, (int)9) << endl;
cout << "m1 type: " << m1.type() << endl;

试运行，结果如下：

到此，OpenCV Mat类的成员函数已介绍完毕。

博文示例是基于OpenCV4.8（opencv目录位于d盘根目录下）及VS2022。示例源码已上传到CSDN，其链接为：https://download.csdn.net/download/billliu66/88874033

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