opencv在android平臺下的開發【2】-圖像容器 Mat

圖像在計算機中就是一堆點的數值，按順序存儲構成矩陣，opencv提供了一個 Mat 類來管理圖像矩陣。

Mat類由兩部分組成：

• 矩陣頭：包含矩陣尺寸，存儲方法，存儲地址等信息。
• 圖像矩陣指針：指向存儲全部像素值的矩陣的指針。

爲何不直接在Mat中直接存儲圖像矩陣？

由於opencv處理對象時圖片和視頻，數據量都比較大，因此opencv採起的方法時，只在內存中保持一份圖像矩陣，Mat類中只保持一個指向該內存的指針，達到圖像矩陣共享的目的，節省存儲資源的消耗。

另外，在作處理時不少方法牽涉到Mat對象複製操做，，對圖像矩陣的操做都是比較重量級的，若是Mat對象中持有圖像矩陣，那複製操做處理的數據就會很大，耗時很長，影響算法性能。採用持有矩陣頭+圖像矩陣指針的方式，在複製時，只須要複製矩陣頭和指針便可，效率很高。

須要注意的時，多個Mat對象指向同一個圖像矩陣時，某個Mat對象對圖像矩陣的操做也會影響其餘Mat對象。

圖像矩陣何時被釋放？

opencv採用引用計數的方式管理圖像矩陣的釋放，即每當新的Mat對象指向圖像矩陣時，矩陣的計數器就會增長，Mat對象再也不指向該矩陣時，矩陣的計數器就減小，當計數器達到零時，矩陣就會被釋放。

如何存儲圖像像素值

如何存儲圖像像素值涉及兩個方面：顏色空間、使用的數據類型。

• 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，對它們進行組合能夠產生不一樣程度的灰色；
  • 彩色圖像顏色空間：把顏色分紅三個或者四個基元素，經過組合基元素能夠產生全部的顏色。
    • RGB:是最經常使用的一種顏色空間，基色是紅色、綠色和藍色，有時爲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。這是描述顏色更天然的方式，好比能夠經過拋棄最後一個元素，使算法對輸入圖像的光照條件不敏感。
    • YCrCb：JPEG圖像格式中普遍使用。
    • CIE Lab*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。
• 數據類型：顏色元素的數據類型，決定控制顏色顯示的精度。最小的數據類型是 char ，佔一個字節或者8位，能夠是有符號型（0到255之間）或無符號型（-127到+127之間）。儘管使用三個 char 型元素已經能夠表示1600萬種可能的顏色（使用RGB顏色空間），但若使用float（4字節，32位）或double（8字節，64位）則能給出更加精細的顏色分辨能力。但同時也要切記增長元素的尺寸也會增長了圖像所佔的內存空間。

Mat對象建立

opencv提供了不少Mat對象的建立方法，能夠控制圖像矩陣的維度、存儲元素的數據類型和通道數、初始值。

• 維度：二維時直接傳入行列數；多維時，傳入維度數、個維度尺寸組成的數據。
• 數據類型：CV_（每一個項目的位數）（有符號或無符號）（類型前綴）（通道數）。
• 初始值：初始元素值結構體，用來指定元素每一個通道的值。

//4行 3列 8位無符號Char型 3通道 元素通道默認值爲（0，0，255）
        Mat mat = new Mat(4, 3, CvType.CV_8UC3, new Scalar(0, 0, 255));
複製代碼

注意：opencv的java sdk裏面好像不支持建立多維（大於2維）Mat，因此有相關需求的仍是採用jni的方式直接調用opencv的C/C++方法。

其餘還有不少靈活方便的Mat建立方法，這裏再也不贅述，請參考官方文檔