opencv-android-影象容器 Mat

摘要： 影象在計算機中就是一堆點的數值，按順序儲存構成矩陣，opencv提供了一個 Mat 類來管理影象矩陣。 Mat類由兩部分組成： 矩陣頭：包含矩陣尺寸，儲存方法，儲存地址等資訊。 影象矩陣指標：指向儲存所有畫素值的矩陣的指標。 為什...

影象在計算機中就是一堆點的數值，按順序儲存構成矩陣，opencv提供了一個 Mat 類來管理影象矩陣。

Mat類由兩部分組成：

• 矩陣頭：包含矩陣尺寸，儲存方法，儲存地址等資訊。
• 影象矩陣指標：指向儲存所有畫素值的矩陣的指標。

為什麼不直接在Mat中直接儲存影象矩陣？

因為opencv處理物件時圖片和視訊，資料量都比較大，所以opencv採取的方法時，只在記憶體中保持一份影象矩陣，Mat類中只保持一個指向該記憶體的指標，達到影象矩陣共享的目的，節省儲存資源的消耗。

另外，在做處理時很多方法牽涉到Mat物件複製操作，，對影象矩陣的操作都是比較重量級的，如果Mat物件中持有影象矩陣，那複製操作處理的資料就會很大，耗時很長，影響演算法效能。採用持有矩陣頭+影象矩陣指標的方式，在複製時，只需要複製矩陣頭和指標即可，效率很高。

需要注意的時，多個Mat物件指向同一個影象矩陣時，某個Mat物件對影象矩陣的操作也會影響其他Mat物件。

影象矩陣什麼時候被釋放？

opencv採用引用計數的方式管理影象矩陣的釋放，即每當新的Mat物件指向影象矩陣時，矩陣的計數器就會增加，Mat物件不再指向該矩陣時，矩陣的計數器就減少，當計數器達到零時，矩陣就會被釋放。

如何儲存影象畫素值

如何儲存影象畫素值涉及兩個方面：顏色空間、使用的資料型別。

• 顏色空間：對一個給定的顏色，如何組合顏色元素以對該顏色進行編碼。
  • 灰度空間：最簡單的顏色空間，只處理黑色和白色，對它們進行組合可以產生不同程度的灰色；
  • 彩色影象顏色空間：把顏色分成三個或者四個基元素，通過組合基元素可以產生所有的顏色。
    • RGB:是最常用的一種顏色空間，基色是紅色、綠色和藍色，有時為了表示透明顏色也會加入第四個元素 alpha (A)。
    • HSV和HLS：把顏色分解成色調、飽和度和亮度/明度。這是描述顏色更自然的方式，比如可以通過拋棄最後一個元素，使演算法對輸入影象的光照條件不敏感。
    • YCrCb：JPEG影象格式中廣泛使用。
    • CIE La b*是一種在感知上均勻的顏色空間，它適合用來度量兩個顏色之間的距離。
• 資料型別：顏色元素的資料型別，決定控制顏色顯示的精度。最小的資料型別是 char ，佔一個位元組或者8位，可以是有符號型（0到255之間）或無符號型（-127到+127之間）。儘管使用三個 char 型元素已經可以表示1600萬種可能的顏色（使用RGB顏色空間），但若使用float（4位元組，32位）或double（8位元組，64位）則能給出更加精細的顏色分辨能力。但同時也要切記增加元素的尺寸也會增加了影象所佔的記憶體空間。

Mat物件建立

opencv提供了很多Mat物件的建立方法，可以控制影象矩陣的維度、儲存元素的資料型別和通道數、初始值。

• 維度：二維時直接傳入行列數；多維時，傳入維度數、個維度尺寸組成的資料。
• 資料型別：CV_（每個專案的位數）（有符號或無符號）（型別字首）（通道數）。
• 初始值：初始元素值結構體，用來指定元素每個通道的值。

//4行 3列 8位無符號Char型 3通道 元素通道預設值為（0，0，255）
Mat mat = new Mat(4, 3, CvType.CV_8UC3, new Scalar(0, 0, 255));

注意：opencv的java sdk裡面好像不支援建立多維（大於2維）Mat，所以有相關需求的還是採用jni的方式直接呼叫opencv的C/C++方法。

其他還有很多靈活方便的Mat建立方法，這裡不再贅述，請參考官方文件