opencv访问Mat图像中每个像素的值
以下例子源自《The OpenCV Tutorials --Release 2.4.2》2.2 How to scan images, lookup tables and time measurement with OpenCV图像容器Mat还是先看Mat的存储形式。Mat和Matlab里的数组格式有点像，但一般是二维向量，如果是灰度图，一般存放类型；如果是RGB彩色图，存放类型。
单通道灰度图数据存放格式：
多通道的图像中，每列并列存放通道数量的子列，如RGB三通道彩色图：
注意通道的顺序反转了：BGR。通常情况内存足够大的话图像的每一行是连续存放的，也就是在内存上图像的所有数据存放成一行，这中情况在访问时可以提供很大方便。可以用 isContinuous()函数来判断图像数组是否为连续的。
访问图像中的像素
高效的方法：C操作符[ ]最快的是直接用C风格的内存访问操作符[]来访问：
view plaincopy
[*]Mat& ScanImageAndReduceC(Mat& I, const uchar* const table)
[*]{
[*] // accept only char type matrices
[*] CV_Assert(I.depth() != sizeof(uchar));
[*] int channels = I.channels();
[*] int nRows = I.rows ;
[*] int nCols = I.cols* channels;
[*] if (I.isContinuous())
[*] {
[*] nCols *= nRows;
[*] nRows = 1;
[*] }
[*] int i,j;
[*] uchar* p;
[*] for( i = 0; i < nRows; ++i)
[*] {
[*] p = I.ptr(i);
[*] for ( j = 0; j < nCols; ++j)
[*] {
[*] p = table];
[*] }
[*] }
[*] return I;
[*]}
注意：书中这段代码是有问题的，前面写成了
view plaincopy
[*]int nRows = I.rows * channels;
[*]int nCols = I.cols;
一般情况 isContinous为true，运行不会出错，但你可以注释掉那个if，会有访问越界的问题。
这种访问形式就是在每行定义一个指针，然后在内存上直接连续访问。如果整个数组在内存上都是连续存放的，那么只需要定义一个指针就可以访问所有的数据！如单通道的灰度图访问方式如下：
view plaincopy
[*]uchar* p = I.data;
[*]for( unsigned int i =0; i < ncol*nrows; ++i)
[*] *p++ = table[*p];
安全的方法：迭代器iterator相比用指针直接访问可能出现越界问题，迭代器绝对是非常安全的方法：
view plaincopy
[*]Mat& ScanImageAndReduceIterator(Mat& I, const uchar* const table)
[*]{
[*] // accept only char type matrices
[*] CV_Assert(I.depth() != sizeof(uchar));
[*] const int channels = I.channels();
[*] switch(channels)
[*] {
[*] case 1:
[*] {
[*] MatIterator_ it, end;
[*] for( it = I.begin(), end = I.end(); it != end; ++it)
[*] *it = table[*it];
[*] break;
[*] }
[*] case 3:
[*] {
[*] MatIterator_ it, end;
[*] for( it = I.begin(), end = I.end(); it != end; ++it)
[*] {
[*] (*it) = table[(*it)];
[*] (*it) = table[(*it)];
[*] (*it) = table[(*it)];
[*] }
[*] }
[*] }
[*] return I;
[*]}
这里我们只定义了一个迭代器，用了一个for循环，这是因为在OpenCV里迭代器会访问每一列然后自动跳到下一行，不用管在内存上是否isContinous。另外要注意的是在三通道图像中我们定义的是 格式的迭代器，如果定义成uchar，则只能访问到B即蓝色通道的值。
这种方式虽然安全，但是挺慢的，一会儿就知道了。
更慢的方法：动态地址计算这种方法在需要连续扫描所有点的应用时并不推荐，因为它更实用与随机访问。这种方法最基本的用途是访问任意的某一行某一列：
view plaincopy
[*]Mat& ScanImageAndReduceRandomAccess(Mat& I, const uchar* const table)
[*]{
[*] // accept only char type matrices
[*] CV_Assert(I.depth() != sizeof(uchar));
[*] const int channels = I.channels();
[*] switch(channels)
[*] {
[*] case 1:
[*] {
[*] for( int i = 0; i < I.rows; ++i)
[*] for( int j = 0; j < I.cols; ++j )
[*] I.at(i,j) = table;
[*] break;
[*] }
[*] case 3:
[*] {
[*] Mat_ _I = I;
[*]
[*] for( int i = 0; i < I.rows; ++i)
[*] for( int j = 0; j < I.cols; ++j )
[*] {
[*] _I(i,j) = table];
[*] _I(i,j) = table];
[*] _I(i,j) = table];
[*] }
[*] I = _I;
[*] break;
[*] }
[*] }
[*] return I;
[*]}
因为这种方法是为随机访问设计的，所以真的是奇慢无比。。。
减小颜色空间 color space reduction现在来介绍下上述函数对每个元素的操作，也就是用table更改像素值。这里其实是做了个减小颜色空间的操作，这在一些识别之类的应用中会大大降低运算复杂度。类如uchar类型的三通道图像，每个通道取值可以是0~255，于是就有 256*256个不同的值。我们可以通过定义：
0~9 范围的像素值为 0
10~19 范围的像素值 为 10
20~29 范围的像素值为 20
。。。。。。
着这样的操作将颜色取值降低为 26*26*26 种情况。这个操作可以用一个简单的公式：
来实现，因为C++中int类型除法操作会自动截余。 类如 Iold=14; Inew=(Iold/10)*10=(14/10)*10=1*10=10;
在处理图像像素时，每个像素需要进行一遍上述计算也需要一定的时间花销。但我们注意到其实只有 0~255 种像素，即只有256种情况。进一步可以把256种计算好的结果提前存在表中 table 中，这样每种情况不需计算直接从 table 中取结果即可。
view plaincopy
[*]int divideWith=10;
[*]uchar table;
[*]for (int i = 0; i < 256; ++i)
[*] table = divideWith* (i/divideWith);
于是table存放的是值为i的像素减小颜色空间的结果，这样也就可以理解上述方法中的操作：
view plaincopy
[*]p = table];
LUT : Look up tableOpenCV 很聪明的有个 LUT 函数就是针对这种 Look up talbe 的操作：
view plaincopy
[*]Mat lookUpTable(1, 256, CV_8U);
[*]uchar* p = lookUpTable.data;
[*]for( int i = 0; i < 256; ++i)
[*] p = table;
[*]for (int i = 0; i < times; ++i)
[*] LUT(I, lookUpTable, J);
算法计时为了验证几种方法的效率，可以用一个简单的计时和输出：
view plaincopy
[*]double t;
[*]t = (double)getTickCount();
[*]t = 1000*((double)getTickCount() - t)/getTickFrequency();
[*]t /= times;
实验结果
原图：
降低颜色空间结果：
算法时间：
更清楚的时间对比表：
转载请注明出处：http://blog.csdn.net/xiaowei_cqu/article/details/7771760
实验代码下载：http://download.csdn.net/detail/xiaowei_cqu/4443761
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