OpenCV 中的 Mat
Mat 是 OpenCV 中用来存储图像信息的内存对象。例如，可以通过 imread() 方法读取图像文件而返回一个 Mat 对象实例。Mat 对象中除了存储图像的像素数据外，还包括图像的其它属性：宽、高、类型、维度、大小、深度等。
加载图像
前面已经介绍，可以通过 imread 来加载图像，默认情况下，加载的是三通道顺序为 BGR 的彩色图像：
Mat src = imread(文件路径);
也可以指定加载为灰度图像:
Mat src = imread(文件路径, IMREAD_GRAYSCALE);
函数
imread的原型为：CV_EXPORTS_W Mat imread( const String& filename, int flags = IMREAD_COLOR );
第一个参数表示图像文件路径。
第二个参数表示加载图像类型，常见的类型有：
IMREAD_UNCHANGED = -1，表示不改变加载图像类型(可能包含透明通道)。
IMREAD_GRAYSCALE = 0，表示加载图像为灰度图像。
IMREAD_COLOR = 1，表示加载图像为彩色图像。
获取图像基本信息
int width = src.cols;//获取图像宽（矩阵的列数）
int height = src.rows;//获取图像高（矩阵的行数）
int dims = src.dims;//获取图像维度
int channels = src.channels;//获取图像通道数
int depth = src.depth();//获取图像深度
int type = src.type();//获取图像类型
常见的通道数有1、3、4，分别对应单通道、三通道、四通道(含透明通道)。
图像深度表示每个通道灰度值所占的大小，与图像类型有关。
常见的几种图像深度：
| 图像深度 | 对应Java中的数据类型 |
|---|---|
| CV_8U=0 | 8 位 byte |
| CV_8S=1 | 8 位 byte |
| CV_16U=2 | 16 位 char |
| CV_16S=3 | 16 位 char |
| CV_32S=4 | 32 位 int |
| CV_32F=5 | 32 位 float |
| CV_64F=6 | 64 位 double |
CV_{U|S|F}C( )
U 表示无符号整型、S 表示有符号整型、F表示浮点数。
常见的图像类型：
| 单通道 | 双通道 | 三通道 | 四通道 |
|---|---|---|---|
| CV_8UC1 | CV_8UC2 | CV_8UC3 | CV_8UC4 |
| CV_8SC1 | CV_8SC2 | CV_8SC3 | CV_8SC4 |
| CV_16UC1 | CV_16UC2 | CV_16UC3 | CV_16UC4 |
| CV_16SC1 | CV_16SC2 | CV_16SC3 | CV_16SC4 |
| CV_32SC1 | CV_32SC2 | CV_32SC3 | CV_32SC4 |
| CV_32FC1 | CV_32FC2 | CV_32FC3 | CV_32FC4 |
| CV_64SC1 | CV_64SC2 | CV_64SC3 | CV_64SC4 |
使用 imread 加载图像时，默认的图像类型是三通道的 CV_8UC3，其中 8 表示 8 位，UC 表示无符号 char，3 表示 3 通道。
Mat 的创建与初始化
前面介绍了通过 imread 来从图像文件获取 Mat 的方式。而手动创建 Mat 对象的方法有很多种，常用的有：
- 通过
create函数实现
//创建 1 x 1 大小的 Mat，类型位3通道8位无符号字符型
Mat m1;
m1.create(Size(1, 1), CV_8UC3);
Mat m2;
m2.create(1, 1, CV_8UC3);
- 通过
ones、eye、zeros函数实现
//对角矩阵。对角线全是 1，其余为 0
Mat eye = Mat::eye(1, 1, CV_8UC3);
//单位矩阵。每个像素的第一个通道为 1，其余两个通道为 0。相当于：Mat m = Mat(1, 1, CV_8UC3, 1)
Mat ones = Mat::ones(1, 1, CV_8UC3);
//零矩阵。相当于创建一张黑色的图，每个像素的每个通道都为 0
Mat zeros = Mat::zeros(1, 1, CV_8UC3);
- 先定义 Mat，然后通过
setTo函数实现初始化
Mat src = Mat(1, 1, CV_8UC3);
src.setTo(Scalar(0, 0, 0));
- 通过 Mat 的
copyTo和clone函数实现初始化
Mat m1= Mat(1, 1, CV_8UC3);
m1.setTo(Scalar(255, 255, 255));
Mat mat_clone = m1.clone();
Mat m2 = Mat(1, 1, CV_8UC3);
m2 .setTo(Scalar(127, 127, 127));
Mat mat_copy;
m2.copyTo(mat_copy);
保存 Mat 对象
Mat img = Mat(200, 200, CV_8UC3);
img.setTo(Scalr(127, 127, 127));
imwrite("要保存的图像路径", img);
基础形状绘制与填充
在 Mat 上绘制基本几何形状与文本
Mat 上可以绘制基本几何形状，如：直线、矩形、圆、椭圆，还可以绘制文本文字。
- 绘制直线，函数原型如下：
CV_EXPORTS_W void line(InputOutputArray img, Point pt1, Point pt2, const Scalar& color,
int thickness = 1, int lineType = LINE_8, int shift = 0);
img：图像矩阵（在哪个图像上画）
pt1：直线起点
pt2：直线终点
color：线条的颜色
thickness：直线的粗细度，默认为 1
lineType：直线的类型，默认为 LINE_8 = 8（8连通线，涉及线条绘制算法，8领域填充算法）
shift：坐标点的小数点尾数，默认为 0
- 绘制矩形，函数原型如下：
CV_EXPORTS_W void rectangle(InputOutputArray img, Rect rec,
const Scalar& color, int thickness = 1,
int lineType = LINE_8, int shift = 0);
CV_EXPORTS_W void rectangle(InputOutputArray img, Point pt1, Point pt2,
const Scalar& color, int thickness = 1,
int lineType = LINE_8, int shift = 0);
rec：要绘制的矩形框
pt1：要绘制的矩形框的左上角顶点
pt2：要绘制的矩形框的右下角顶点
其它参数参考line函数
- 绘制圆，函数原型如下：
CV_EXPORTS_W void circle(InputOutputArray img, Point center, int radius,
const Scalar& color, int thickness = 1,
int lineType = LINE_8, int shift = 0);
center：圆心坐标
radius：圆的半径
其它参数参考line函数
- 绘制椭圆或圆弧，函数原型如下：
CV_EXPORTS_W void ellipse(InputOutputArray img, Point center, Size axes,
double angle, double startAngle, double endAngle,
const Scalar& color, int thickness = 1,
int lineType = LINE_8, int shift = 0);
CV_EXPORTS_W void ellipse(InputOutputArray img, const RotatedRect& box, const Scalar& color,
int thickness = 1, int lineType = LINE_8);
axes：椭圆长轴与短轴大小
angle：旋转角度
startAngle：开始角度
endAngle：结束角度
box：椭圆的外接矩形
其它参数参考line函数
- 绘制文本文字，函数原型如下：
CV_EXPORTS_W void putText( InputOutputArray img, const String& text, Point org,
int fontFace, double fontScale, Scalar color,
int thickness = 1, int lineType = LINE_8,
bool bottomLeftOrigin = false );
text：要绘制的文本
org：文本起始点（文本框的左下角）
fontFace：字体类型
fontScale：字体大小
color：字体颜色
thickness：文字宽度，默认为1
lineType：参考line函数
bottomLeftOrigin：图像数据原点是否在左下角，默认false（左上角）
-填充图形
在前面介绍的矩形、圆、椭圆的绘制中，如果想要把绘制方式改为填充，只需要设置参数 thickness = -1即可，OpenCV 会根据这个参数值来决定是进行填充还是只做描边绘制。