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重磅干貨,，第一時(shí)間送達(dá) 經(jīng)過幾個(gè)月的努力，小白終于完成了市面上第一本OpenCV 4入門書籍《從零學(xué)習(xí)OpenCV 4》,。為了更讓小伙伴更早的了解最新版的OpenCV 4,，小白與出版社溝通，提前在公眾號(hào)上連載部分內(nèi)容,，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注小白,。 其實(shí)在最早的OpenCV 1.0版本中,，圖像使用名為IplImage的C語言結(jié)構(gòu)體進(jìn)行存儲(chǔ)的,，所以在很多比較老的OpenCV版本教程中常會(huì)看到其身影,。但是使用IplImage類型存在需要用戶手動(dòng)釋放內(nèi)存的缺點(diǎn),，如果程序結(jié)束后存在沒有釋放內(nèi)存的IplImage變量,，就會(huì)造成內(nèi)存泄漏的問題,。值得慶幸的是,，隨著OpenCV版本的更新,，OpenCV引入C++接口,，提供Mat類用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù),，利用自動(dòng)內(nèi)存管理技術(shù)很好的解決了內(nèi)存自動(dòng)釋放的問題,，當(dāng)變量不再需要時(shí)立即釋放內(nèi)存。 Mat類用來保存矩陣類型的數(shù)據(jù)信息,，包括向量,、矩陣、灰度或彩色圖像等數(shù)據(jù),。Mat類分為矩陣頭和指向存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的矩陣指針兩部分,。矩陣頭中包含矩陣的尺寸、存儲(chǔ)方法,、地址和引用次數(shù)等,。矩陣頭的大小是一個(gè)常數(shù)，不會(huì)隨著矩陣尺寸大小而改變,。在絕大多數(shù)情況下矩陣頭大小遠(yuǎn)小于矩陣中數(shù)據(jù)量的大小,，因此圖像復(fù)制和傳遞過程中主要的開銷是存放矩陣數(shù)據(jù)。為了解決這個(gè)問題,，在OpenCV中復(fù)制和傳遞圖像時(shí),，只是復(fù)制了矩陣頭和指向存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的指針，因此在創(chuàng)建Mat類時(shí)可以先創(chuàng)建矩陣頭后賦值數(shù)據(jù),，其方法如代碼清單2-1所示,。 代碼清單2-1 創(chuàng)建Mat類上面這段代碼首先創(chuàng)建了一個(gè)名為a的矩陣頭,，之后讀入一張圖像并將a中的矩陣指針指向該圖像的像素?cái)?shù)據(jù)，最后將a矩陣頭中的內(nèi)容復(fù)制到b矩陣頭中,。雖然a,、b有各自的矩陣頭，但是其矩陣指針指向的是同一個(gè)矩陣數(shù)據(jù),，通過任意一個(gè)矩陣頭修改矩陣中的數(shù)據(jù),，另一個(gè)矩陣頭指向的數(shù)據(jù)也會(huì)跟著發(fā)生改變。但是當(dāng)刪除a變量時(shí),，b變量并不會(huì)指向一個(gè)空數(shù)據(jù),，只有當(dāng)兩個(gè)變量都刪除后，才會(huì)釋放矩陣數(shù)據(jù),。因?yàn)榫仃囶^中引用次數(shù)標(biāo)記了引用某個(gè)矩陣數(shù)據(jù)的次數(shù),，只有當(dāng)矩陣數(shù)據(jù)引用次數(shù)為0的時(shí)候才會(huì)釋放矩陣數(shù)據(jù)。 提示 采用引用次數(shù)來釋放存儲(chǔ)內(nèi)容是C++中常見的方式,，用這種方式可以避免仍有某個(gè)變量引用數(shù)據(jù)時(shí)將這個(gè)數(shù)據(jù)刪除造成程序崩潰的問題,，同時(shí)極大的縮減了程序運(yùn)行時(shí)所占用的內(nèi)存。 接下來我們來了解Mat類里可以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型,，根據(jù)官方給出的Mat類繼承圖,，如圖2-2所示,，我們發(fā)現(xiàn)Mat類可以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型包含double、float,、uchar,、unsigned char以及自定義的模板等。 圖2-2 Mat類繼承關(guān)系圖 我們可以通過代碼清單2-2的方式聲明一個(gè)存放指定類型的Mat類變量： 代碼清單2-2 聲明一個(gè)指定類型的Mat類由于OpenCV提出Mat類主要用于存儲(chǔ)圖像,，而像素值的最大值又決定了圖像的質(zhì)量,，如果用8位無符號(hào)整數(shù)去存儲(chǔ)16位圖像，會(huì)造成嚴(yán)重的圖像顏色失真或造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,。而由于不同位數(shù)的編譯器對(duì)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度定義不同,，為了避免在不同環(huán)境下因變量位數(shù)長(zhǎng)度不同而造成程序執(zhí)行問題，OpenCV根據(jù)數(shù)值變量存儲(chǔ)位數(shù)長(zhǎng)度定義了數(shù)據(jù)類型,，表2-1中列出了OpenCV中的數(shù)據(jù)類型與取值范圍,。 表2-1 OpenCV中的數(shù)據(jù)類型與取值范圍
僅有數(shù)據(jù)類型是不夠的,，還需要定義圖像數(shù)據(jù)的通道（Channel）數(shù),，例如灰度圖像數(shù)據(jù)是單通道數(shù)據(jù)，彩色圖像數(shù)據(jù)是3通道或者4通道數(shù)據(jù),。因此針對(duì)這個(gè)情況,，OpenCV還定義了通道數(shù)標(biāo)識(shí)，C1,、C2,、C3、C4分別表示單通道,、雙通道,、3通道和4通道。每一種數(shù)據(jù)類型都存在多個(gè)通道的情況,，所以將數(shù)據(jù)類型與通道數(shù)表示結(jié)合便得到了OpenCV中對(duì)圖像數(shù)據(jù)類型的完整定義,，例如CV_8UC1表示的就是8位單通道數(shù)據(jù)，用于表示8位灰度圖,，而CV_8UC3表示的是8位3通道數(shù)據(jù),，用于表示8位彩色圖。我們可以通過代碼清單2-3的方式創(chuàng)建一個(gè)聲明通道數(shù)和數(shù)據(jù)類型的Mat類： 代碼清單2-3 通過OpenCV數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建Mat類注意 雖然在64位編輯器里,，uchar和CV_8U都表示8位無符號(hào)整數(shù),，但是兩者有嚴(yán)格的定義，CV_8U只能用在Mat類內(nèi)部的方法,。例如用Mat_<CV_8U>(3,3)和Mat a(3,3,uchar)會(huì)提示創(chuàng)建錯(cuò)誤,。
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