OpenCV_Mat类对象的基本操作、常用操作及相关成员函数介绍
OpenCV_Mat类对象的基本操作、常用操作及相关成员函数介绍OpenCV的Mat类有许多成员函数，我们可以利用这些成员函数实现Mat类对象的基本操作、常用操作。
本文列举出Mat类常用的成员函数及其功能。
目录
[*]01-成员函数Mat::row():获取矩阵的某行(与原矩阵共用内存空间)
01-1 成员函数Mat::row()的简单示例代码
01-2 成员函数Mat::row()的应用:实现矩阵的行间运算
[*]02-成员函数Mat::col():获取矩阵的某列(与原矩阵共用内存空间)
[*]03-成员函数Mat::rowRange():获取矩阵的某几行(与原矩阵共用内存空间)
[*]04-成员函数Mat::colRange():获取矩阵的某几列(与原矩阵共用内存空间)
[*]05-成员函数Mat::clone():创建矩阵或矩阵子矩阵的副本(深拷贝,不与原矩阵共用内存空间)
[*]06-成员函数Mat::copyTo():复制矩阵到另一矩阵(深拷贝,不与原矩阵共用内存空间)
[*]07-成员函数Mat::convertTo():实现矩阵元素的数据类型的转换
[*]08-成员函数Mat::zeros():初始化一个所有元素值都为零的矩阵
[*]09-成员函数Mat::ones():初始化一个所有元素值都为1的矩阵
[*]10-成员函数Mat::size():获取矩阵的size(列数、行数)
[*]11-成员函数Mat:type():)获取矩阵的type
[*]12-成员函数Mat:channels():获取矩阵的通道数
[*]13-成员函数Mat:at():访问某个矩阵元素的值
[*]14-成员函数Mat::depth():获取矩阵元素的数据类型
[*]15-成员函数Mat::operator()(const Rect& roi) const:选择ROI区域(感兴趣矩形区域),并实现深拷贝和浅拷贝
15-1 深拷贝ROI区域
15-2 浅拷贝ROI区域
[*]15-3 将一个矩阵(图像)复制到另一矩阵(图像)的指定区域(ROI)【深拷贝】
[*]16-成员函数Mat:empty():判断Mat对象的数据是否为空
01-成员函数Mat::row():获取矩阵的某行(与原矩阵共用内存空间)
成员函数Mat::row()用于获取矩阵的某行(与原矩阵共用内存空间)
01-1 成员函数Mat::row()的简单示例代码
//出处：昊虹AI笔记网(hhai.cc)
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//OpenCV版本 OpenCV3.0
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
int main( )
{
cv::Mat Image1( 3,4, CV_8UC1, cv::Scalar(0) );
uchar value = 1;
for (int i = 0; i < Image1.rows; i++)
{
for (int j = 0; j < Image1.cols; j++)
{
Image1.at<uchar>(i, j) = value;
value++;
}
}
std::cout <<"Image1的数据如下:\n"<<Image1 << std::endl<< std::endl;
std::cout <<"Image1的第0行的数据如下:\n"<<Image1.row(0) << std::endl<< std::endl;
cv::Mat Image2 = Image1.row(0);
std::cout <<"Image2的数据如下:\n"<<Image2 << std::endl<< std::endl;
Image1.at<uchar>(0, 0) = 100;
std::cout <<"修改Image1相应位置的数据后再看Image2的数据:\n"<<Image2 << std::endl<< std::endl;
return 0;
}
运行结果如下:
http://pic1.hhai.cc/pic1/2022/2022-10/0006/001.png
01-2 成员函数Mat::row()的应用:实现矩阵的行间运算
示例代码如下：
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include <iostream>
int main( )
{
cv::Mat Image1( 3,4, CV_8UC1, cv::Scalar(0) );
uchar value = 1;
for (int i = 0; i < Image1.rows; i++)
{
for (int j = 0; j < Image1.cols; j++)
{
Image1.at<uchar>(i, j) = value;
value++;
}
}
std::cout <<"原Image1的数据如下:\n"<<Image1 << std::endl<< std::endl;
//Image1的第0行元素变换成Image1的第2行元素乘以2
Image1.row(0) = Image1.row(2) * 2;
std::cout <<"进行行间运算后Image1的数据如下:\n"<<Image1 << std::endl<< std::endl;
return 0;
}
运行结果如下:
http://pic1.hhai.cc/pic1/2022/2022-10/0006/002.png
02-成员函数Mat::col():获取矩阵的某列(与原矩阵共用内存空间)
成员函数Mat::col()用于获取矩阵的某列(与原矩阵共用内存空间)
示例代码就不给了，因为这个的使用与上一个成员函数Mat::row()的使用一模一样，只是Mat::col()获取到的是列，而Mat::row()获取到的是行。
03-成员函数Mat::rowRange():获取矩阵的某几行(与原矩阵共用内存空间)
成员函数Mat::rowRange()用于获取矩阵的某几行(与原矩阵共用内存空间)
成员函数Mat::rowRange()的原型如下：
Mat cv::Mat::rowRange(int startrow, int endrow) const
参数startrow和参数endrow设置要选取的连续行区域的起始行和结束行。注意由这两个参数设置选取的行区间[startrow, endrow)是左开右闭区间。举个例子，[0, 2)选取的是第0行和第1行，没有第二行。
示例代码如下：
Image1.rowRange(1,4) = 88; //把第1行到第三行的元素的值修改为88
std::cout << Image1.rowRange(1,4) << std::endl; //输 Image1第一行至第三行的数据
04-成员函数Mat::colRange():获取矩阵的某几列(与原矩阵共用内存空间)
成员函数Mat::colRange()用于获取矩阵的某几列(与原矩阵共用内存空间)
该成员函数与上一个成员函数Mat::rowRange()的使用方法完全一样，这里就不再赘述。
05-成员函数Mat::clone():创建矩阵或矩阵子矩阵的副本(深拷贝,不与原矩阵共用内存空间)
成员函数Mat::clone()用于创建矩阵或矩阵子矩阵的副本(深拷贝,不与原矩阵共用内存空间)
示例代码如下：
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#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
int main( )
{
cv::Mat Image1( 3,4, CV_8UC1, cv::Scalar(0) );
uchar value = 1;
for (int i = 0; i < Image1.rows; i++)
{
for (int j = 0; j < Image1.cols; j++)
{
Image1.at<uchar>(i, j) = value;
value++;
}
}
cv::Mat Image2( 2, 2, CV_8UC1, cv::Scalar(5) );
cv::Mat Image3;
Image2 = Image1.rowRange(0,2).clone();
Image3 = Image1.clone();
std::cout <<"Image1的数据如下:\n"<<Image1 << std::endl<< std::endl;
std::cout <<"Image2的数据如下:\n"<<Image2<< std::endl<< std::endl;
std::cout <<"Image3的数据如下:\n"<<Image3<< std::endl<< std::endl;
return 0;
}
运行结果如下:
http://pic1.hhai.cc/pic1/2022/2022-10/0006/003.png
06-成员函数Mat::copyTo():复制矩阵到另一矩阵(深拷贝,不与原矩阵共用内存空间)
成员函数Mat::copyTo()用于复制矩阵到另一矩阵(深拷贝,不与原矩阵共用内存空间)
示例代码如下：
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#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
int main( )
{
cv::Mat Image1( 3,4, CV_8UC1, cv::Scalar(0) );
uchar value = 1;
for (int i = 0; i < Image1.rows; i++)
{
for (int j = 0; j < Image1.cols; j++)
{
Image1.at<uchar>(i, j) = value;
value++;
}
}
cv::Mat Image2( 2, 2, CV_8UC1, cv::Scalar(5) );
cv::Mat Image3;
Image1.rowRange(0,2).copyTo(Image2);
Image1.copyTo(Image3);
std::cout <<"Image1的数据如下:\n"<<Image1 << std::endl<< std::endl;
std::cout <<"Image2的数据如下:\n"<<Image2<< std::endl<< std::endl;
std::cout <<"Image3的数据如下:\n"<<Image3<< std::endl<< std::endl;
return 0;
}
运行结果如下:
http://pic1.hhai.cc/pic1/2022/2022-10/0006/004.png
从上面的运行结果我们可以看出函数clone()和函数copyTo()在使用上及效果上几乎是一样的，事实上，这两个函数在使用和效果上几乎也是没有差别的，并且它们都不与原矩阵共用内存空间。
但是它们俩还是有细微的差别，它们俩的细微差别详见链接 https://www.hhai.cc/thread-76-1-1.html
07-成员函数Mat::convertTo():实现矩阵元素的数据类型的转换
成员函数Mat::convertTo()用于实现矩阵元素的数据类型的转换
示例代码如下：
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#include <iostream>
int main( )
{
cv::Mat image1( 2, 2, CV_8UC1,cv::Scalar(9));
std::cout <<"原imag1的数据类型为:"<<image1.depth()<< std::endl<< std::endl;
image1.convertTo(image1, CV_16UC1);
std::cout <<"经转换后的image1的数据类型为:"<<image1.depth() << std::endl<< std::endl;
return 0;
}
运行结果如下:
http://pic1.hhai.cc/pic1/2022/2022-10/0006/005.png
从运行结果可以看出，矩阵元素的数据类型被转换了。
另外，还要提示一下，使用convertTo()还能实现原矩阵通过经典线性变换到一个新的矩阵哦。
08-成员函数Mat::zeros():初始化一个所有元素值都为零的矩阵
可利用Mat类的成员函数Mat::zeros()实现初始化一个所有元素值都为零的矩阵，详细介绍请参看链接 https://www.hhai.cc/thread-71-1-1.html
09-成员函数Mat::ones():初始化一个所有元素值都为1的矩阵
可利用Mat类的成员函数Mat::ones()实现初始化一个所有元素值都为1的矩阵，成员函数Mat::ones()的使用与上一个Mat::zeros()的使用完全相同，这里就不再详细介绍了。
10-成员函数Mat::size():获取矩阵的size(列数、行数)
可利用Mat类的成员函数Mat::size()获取矩阵的size(列数、行数)，详细介绍请参看链接 https://www.hhai.cc/thread-78-1-1.html
11-成员函数Mat:type():)获取矩阵的type
可利用Mat类的成员函数Mat:type()获取矩阵的type，详细介绍请参看链接 https://www.hhai.cc/thread-78-1-1.html
12-成员函数Mat:channels():获取矩阵的通道数
可利用Mat类的成员函数Mat:channels()获取矩阵的通道数，详细介绍请参看链接 https://www.hhai.cc/thread-78-1-1.html
13-成员函数Mat:at():访问某个矩阵元素的值
可利用Mat类的成员函数Mat:at()访问某个矩阵元素的值。
格式为M.at<typename>(i,j)
示例：
image.at<Vec3b>(i,j)：取出灰度图像image中第i行第j列点的像素值；
image.at<Vec3b>(i,j)：取出彩色图像image第k通道中第i行第j列点的像素值。
如何想了解“Vec3b”为何物，可以参考链接 https://www.hhai.cc/thread-80-1-1.html
注意：函数at()的第一个参数代表行索引，第二个参数代表列索引。
代码例子：
//出处：昊虹AI笔记网(hhai.cc)
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//OpenCV版本 OpenCV3.0
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
using namespace std;
using namespace cv;
int main()
{
//图像为单通道的情况
Mat A1 = Mat::zeros(2, 3, CV_8UC1);
//注意：第一个参数代表行索引，第二个参数代表列索引
A1.at<uchar>(1, 2) = 55;
cout << "A1中的数据为：" << endl;
cout << A1 << endl << endl;
//图像为三通道的情况
Mat B1 = Mat::zeros(2, 3, CV_8UC3);
B1.at<Vec3b>(1, 2) = 66;
B1.at<Vec3b>(1, 2) = 77;
B1.at<Vec3b>(1, 2) = 88;
cout << "B1中的数据为：" << endl;
cout << B1 << endl << endl;
return(0);
}
运行结果如下:
http://pic1.hhai.cc/pic1/2022/2022-10/0006/006.png
14-成员函数Mat::depth():获取矩阵元素的数据类型
可利用Mat类的成员函数Mat::depth()获取矩阵元素的数据类型，详细介绍请参看链接 https://www.hhai.cc/thread-78-1-1.html
15-成员函数Mat::operator()(const Rect& roi) const:选择ROI区域(感兴趣矩形区域),并实现深拷贝和浅拷贝
可利用Mat类的成员函数Mat::operator()(const Rect& roi) const选择ROI区域(感兴趣矩形区域)。
operator()表示Mat类对运算符()的重载，关于运算符重载，可以参见博文 https://www.hhai.cc/thread-81-1-1.html
关于const的含义，可以参见博文 https://www.hhai.cc/thread-82-1-1.html
15-1 深拷贝ROI区域
深拷贝ROI区域示例代码：
//利用Rect选择区域(100, 180, 150, 50)
int xRoi = 80;
int yRoi = 180;
int widthRoi = 150;
int heightRoi = 100;
srcImage(cv::Rect(xRoi,yRoi,widthRoi,heightRoi)).copyTo(roiImage);
上面的代码实现了把srcImage中的区域(100, 180, 150, 50)深拷贝到给了roiImage。
ROI区域：cv::Rect(xRoi,yRoi,widthRoi,heightRoi)代表下面这个矩形：
矩形区域左上角顶点的坐标为(100, 180）
矩形区域在x方向上的长度为150；
矩形区域在y方向上长度为180；
15-2 浅拷贝ROI区域
浅拷贝ROI区域示例代码：
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;
int main()
{
cv::Mat A1(7, 7, CV_8UC1, cv::Scalar(0));
cout << "A1的数据为：\n" << A1 << endl << endl;
int xRoi = 1;
int yRoi = 1;
int widthRoi = 3;
int heightRoi = 4;
Mat A1_roi = A1(cv::Rect(xRoi, yRoi, widthRoi, heightRoi));
cout << "A1_roi的数据为：\n" << A1_roi << endl << endl;
A1_roi.at<uchar>(1, 1) = 1;
cout << "对A1_roi进行修改后A1_roi的数据为：\n" << A1_roi << endl << endl;
cout << "对A1_roi进行修改后A1的数据为：\n" << A1 << endl << endl;
return(0);
}
运行结果如下:
http://pic1.hhai.cc/pic1/2022/2022-10/0006/007.png
从上面的运行结果来看，对浅拷贝对象A1_roi的修改也会影响到A1中相应元素的值。
15-3 将一个矩阵(图像)复制到另一矩阵(图像)的指定区域(ROI)【深拷贝】
示例代码：
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;
int main()
{
cv::Mat A1(7, 7, CV_8UC1, cv::Scalar(0));
cv::Mat B1(3, 3, CV_8UC1, cv::Scalar(1));
int xRoi = 1;
int yRoi = 1;
int widthRoi = 3;
int heightRoi = 3;
cv::Rect A1_roi = cv::Rect(xRoi, yRoi, widthRoi, heightRoi);
B1.copyTo(A1(A1_roi)); //这是关键代码,将B1的数据复制到了A1中的指定区域
B1.at<uchar>(1, 1) = 5; //这是为了测试看是不是深拷贝
cout << "A1的数据为：\n" << A1 << endl << endl;
return(0);
}
以上代码将B1的数据复制到了A1中的指定区域。
运行结果如下:
http://pic1.hhai.cc/pic1/2022/2022-10/0006/008.png
16-成员函数Mat:empty():判断Mat对象的数据是否为空
对于成员函数Mat:empty()，如果Mat对象没有数据元素，则返回ture。
我们通常利用它检测图像的读取是否成功。
在图像读取完成后，我们可以利用下面的语句判断是否读取成功：
if (src_image.empty())
{
std::cout << "Error: Could not load image" << std::endl;
return 0;
}
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