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2.5 Mat类、Matrix类和Image类的相互转换
Mat 类、Matrix 类和Image 类的联系：
1、Mat和Image都可以用于存储图像数据，但Image只能用于存储具有颜色和深度信息的图像数据。
2、Mat和Image都可以进行图像的基本操作，如剪裁、缩放、旋转等。
3、Matrix和Mat都可以用于存储矩阵数据，并可以进行矩阵的基本操作，如转置、逆运算、矩阵乘法等。
4、此外，Cvinvoke类提供的方法，既支持Mat也支持Image，例如Add方法。
Mat 类、Matrix 类和Image 类的区别：
1、Mat可以存储任意类型的图像数据，包括单通道和多通道的数据；而Image只能用于存储具有颜色和深度信息的图像数据。
2、Matrix只能用于存储矩阵数据，不能用于存储图像数据。
在使用时，我们应该根据实际需求选择合适的类来处理图像和矩阵数据。如果只是简单的图像处理，可以使用Image类；如果需要进行更复杂的矩阵运算，可以使用Mat类；而如果需要更高效、更灵活的矩阵运算，可以使用Matrix类。
Mat 类、Matrix 类和Image 类的相互转换
Mat、Image和Matrix都是表示图像和矩阵数据的类。它们之间可以通过一些方法相互转换。
下面的小节将说明如何在Mat、Image、Matrix以及.Net提供的Bitmap类之间相互转换。
2.5.1 Image到Mat的转换
直接使用Image类的Mat属性。
【代码位置：frmChapter2_4】Button1_Click、outputMatInfo、outputMatdata8U1CAfter
'Image转Mat
Private Sub Button1_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button1.Click '
Dim img As New Image(Of Gray, Byte)(New Size(3, 4))
img.SetValue(New MCvScalar(200))
'注意，此时m的IsContinuous属性是false，也就是数据不连续
Dim m As Mat
m = img.Mat
Call outputMatInfo(m)
Call outputMatdata8U1CAfter(m)
End Sub
'输出Mat信息
Private Sub outputMatInfo(ByVal m As Mat)
Console.WriteLine("Cols：" & m.Cols)
Console.WriteLine("Rows：" & m.Rows)
Console.WriteLine("Depth：" & m.Depth)
Console.WriteLine("ElementSize：" & m.ElementSize)
Console.WriteLine("Height：" & m.Height)
Console.WriteLine("Width：" & m.Width)
Console.WriteLine("NumberOfChannels：" & m.NumberOfChannels)
Console.WriteLine("Step：" & m.Step)
Console.WriteLine("Width*Height：" & m.Size.Width & "*" & m.Size.Height)
Console.WriteLine("IsContinuous：" & m.IsContinuous)
Console.WriteLine("=====================")
End Sub
'修改后的方法（考虑数据不连续的情况）
'输出矩阵，为简化说明，这里参数为8U单通道Mat
Private Sub outputMatdata8U1CAfter(ByVal m As Mat)
Dim colcount As Integer = m.Cols
Dim rowcount As Integer = m.Rows
Dim matstep As Integer = m.Step
'每次读取数据时候的指针位置
Dim pos As IntPtr = IntPtr.Zero
For i As Integer = 0 To rowcount 1
'检查指针位置，
'如果是第一次循环，即pos初始为0，那么指针位置为mat的指针位置
'否则，应该将指针位置增加step
If pos = IntPtr.Zero Then
pos = m.DataPointer
Else
pos += matstep
End If
Dim bufferSize As Integer = colcount
Dim buffer() As Byte
ReDim buffer(bufferSize 1)
'每次循环从新的指针位置拷贝数据，拷贝的数量为mat的列数。
System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(pos, buffer, 0, bufferSize)
For col As Integer = 0 To colcount 1
Console.Write（buffer(col) & " "）
Next
Console.WriteLine()
Next
End Sub
运行后如下图所示：
图2-75 Image转Mat后的信息
**注意：**上述代码运行后返回的信息：
Step：4
IsContinuous：False
这是因为在EmguCV中，Image类的Data属性表示图像数据的指针。对于一个M*N的单通道图像，其Data属性的大小本应该是M*N个字节。但是，由于内存对齐的原因（通常是按照4个字节来对齐），实际上分配给图像数据的内存大小可能会大于M*N个字节。
针对上述代码，其中创建了一个3*4的单通道图像img，该图像的深度为Byte，每个像素占用1个字节。因此，该图像的总共应该占用3*4=12个字节。但是，由于内存对齐的原因，这里总共分配了16个字节给该图像数据。
2.5.2 Matrix转Mat
直接使用Matrix类的Mat属性。
在【2.3.1 构造函数】中已经讲解过，这里不再赘述。
2.5.3 Image转Matrix
使用Image类的CopyTo方法。
【代码位置：frmChapter2_4】Button2_Click
'灰度Image转matrix
Private Sub Button2_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button2.Click
Dim img As New Image(Of Gray, Byte)("C:\learnEmgucv\lena.jpg")
'分配Matrix大小
Dim matr As New Matrix(Of Byte)(img.Size)
img.CopyTo(matr)
'matrix不能直接转图片
Dim mDst As Mat
mDst = matr.Mat
'这里使用.Net的PictureBox，使用Mat转为了Bitmap
PictureBox1.Image = mDst.ToBitmap
End Sub
运行后如下图所示：
图2-76 灰度图像转matrix后的显示
【代码位置：frmChapter2_4】Button3_Click
'彩色Image转matrix
Private Sub Button3_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button3.Click
'由于使用Image(Of Bgr, Byte)，后面的matr必须指明通道数（3）
Dim img As New Image(Of Bgr, Byte)("C:\learnEmgucv\lena.jpg")
'分配Matrix大小，注意，这里指明了3通道
Dim matr As New Matrix(Of Byte)(img.Rows, img.Cols, 3)
img.CopyTo(matr)
'matrix不能直接转图片
Dim mDst As Mat
mDst = matr.Mat
'这里使用.Net的PictureBox，使用Mat转为了Bitmap
PictureBox1.Image = mDst.ToBitmap
End Sub
运行后如下图所示：
图2-77 彩色图像转matrix后的显示
2.5.4 Mat转Matrix
使用Mat类的CopyTo方法。
【代码位置：frmChapter2_4】Button4_Click
'Mat转Matrix
Private Sub Button4_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button4.Click
Dim m As New Mat("C:\learnEmgucv\lena.jpg", CvEnum.ImreadModes.Grayscale)
'需要注意通道数
Dim matr As New Matrix(Of Byte)(m.Size)
'Mat的CopyTo方法
m.CopyTo(matr)
Dim mDst As Mat
mDst = matr.Mat
PictureBox1.Image = mDst.ToBitmap
End Sub
运行后如下图所示：
图2-78 Mat转matrix后的显示
2.5.5 Image转Bitmap
使用Image类的ToBitmap方法。
【代码位置：frmChapter2_4】Button5_Click
'Image转Bitmap
Private Sub Button5_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button5.Click
Dim img As New Image(Of Bgr, Byte)("C:\learnEmgucv\lena.jpg")
Dim bmp As Bitmap = img.ToBitmap()
PictureBox1.Image = bmp
End Sub
运行后如下图所示：
图2-79 Image转Bitmap后的显示
2.5.6 Bitmap转Image
使用BitmapExtension类的ToImage方法进行转换。
【代码位置：frmChapter2_4】Button6_Click
'Bitmap转Image
Private Sub Button6_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button6.Click
Dim bmp As New Bitmap("C:\learnEmgucv\lena.jpg")
Dim img As Image(Of Bgr, Byte)
img = BitmapExtension.ToImage(Of Bgr, Byte)(bmp)
'如果转灰度，应将Bgr修改为Gray，如下代码：
'Dim img As Image(Of Gray, Byte)
'img = BitmapExtension.ToImage(Of Gray, Byte)(bmp)
PictureBox1.Image = img.ToBitmap
End Sub
运行后如下图所示：
图2-80 Bitmap转Image后的显示
2.5.7 Mat转Bitmap
使用Mat类的ToBitmap方法。
【代码位置：frmChapter2_4】Button7_Click
'Mat转Bitmap
Private Sub Button7_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button7.Click
Dim m As New Mat("C:\learnEmgucv\lena.jpg", CvEnum.ImreadModes.Color)
Dim bmp As Bitmap = m.ToBitmap()
PictureBox1.Image = bmp
End Sub
运行后如下图所示：
图2-81 Mat转Bitmap后的显示
2.5.8 Bitmap转Mat
1、使用BitmapExtension的ToMat方法
【代码位置：frmChapter2_4】Button8_Click
'Bitmap转Mat1
Private Sub Button8_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button8.Click
Dim bmp As New Bitmap("C:\learnEmgucv\lena.jpg")
Dim m As New Mat
m = BitmapExtension.ToMat(bmp)
PictureBox1.Image = m.ToBitmap
End Sub
运行后如下图所示：
图2-82 Bitmap转Mat后的显示
2、使用BitmapData
【代码位置：frmChapter2_4】Button9_Click
'Bitmap转Mat2
Private Sub Button9_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button9.Click
Dim bmp As New Bitmap("C:\learnEmgucv\lena.jpg")
Dim bmpdata As BitmapData = bmp.LockBits(New Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height), ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format24bppRgb)
'需要计划好Mat的大小、深度、通道数、步长
Dim m As New Mat(bmp.Height, bmp.Width, CvEnum.DepthType.Cv8U, 3, bmpdata.Scan0, bmpdata.Stride)
bmp.UnlockBits(bmpdata)
PictureBox1.Image = m.ToBitmap
End Sub
运行后如下图所示：
图2-83 Bitmap转Mat后的显示