OpenCV reshape函数实现矩阵元素序列化

Z时代
2024-01-10
分类：IT

在opencv中，reshape函数比较有意思，它既可以改变矩阵的通道数，又可以对矩阵元素进行序列化，非常有用的一个函数。

函数原型：


C++: Mat Mat::reshape(int cn, int rows=0) const

参数比较少，但设置的时候却要千万小心。

cn: 表示通道数(channels), 如果设为0，则表示保持通道数不变，否则则变为设置的通道数。

rows: 表示矩阵行数。如果设为0，则表示保持原有的行数不变，否则则变为设置的行数。

首先设置一个初始矩阵：一个20行30列1通道的一个矩阵


int main()
{
    Mat data = Mat(20, 30, CV_32F);  //设置一个20行30列1通道的一个矩阵
    cout << "行数: " << data.rows << endl;
    cout << "列数: " << data.cols << endl;
    cout << "通道: " << data.channels() << endl;
    system("pause");
    return 1;
}

输出：

第一次变化：通道数不变，将矩阵序列化1行N列的行向量。


int main()
{
    Mat data = Mat(20, 30, CV_32F);  //设置一个20行30列1通道的一个矩阵
    cout << "行数: " << data.rows << endl;
    cout << "列数: " << data.cols << endl;
    cout << "通道: " << data.channels() << endl;
    cout << endl;
    Mat dst = data.reshape(0, 1);
    cout << "行数: " << dst.rows << endl;
    cout << "列数: " << dst.cols << endl;
    cout << "通道: " << dst.channels() << endl;
    system("pause");
    return 1;
}

第二次变化：通道数不变，将矩阵序列化N行1列的列向量。


int main()
{
    Mat data = Mat(20, 30, CV_32F);  //设置一个20行30列1通道的一个矩阵
    cout << "行数: " << data.rows << endl;
    cout << "列数: " << data.cols << endl;
    cout << "通道: " << data.channels() << endl;
    cout << endl;
    Mat dst = data.reshape(0, data.rows*data.cols);
    cout << "行数: " << dst.rows << endl;
    cout << "列数: " << dst.cols << endl;
    cout << "通道: " << dst.channels() << endl;
    system("pause");
    return 1;
}

可见，序列成列向量比行向量要麻烦一些，还得去计算出需要多少行。但我们可以先序列成行向量，再转置


Mat dst = data.reshape(0, 1);      //序列成行向量
Mat dst = data.reshape(0, 1).t();  //序列成列向量

第三次变化：通道数由1变为2，行数不变。


int main()
{
    Mat data = Mat(20, 30, CV_32F);  //设置一个20行30列1通道的一个矩阵
    cout << "行数: " << data.rows << endl;
    cout << "列数: " << data.cols << endl;
    cout << "通道: " << data.channels() << endl;
    cout << endl;
    Mat dst = data.reshape(2, 0);
    cout << "行数: " << dst.rows << endl;
    cout << "列数: " << dst.cols << endl;
    cout << "通道: " << dst.channels() << endl;
    system("pause");
    return 1;
}

从结果可以看出，列数被分出一半，放在第二个通道里去了。

同理，如果通道数由1变为3，行数不变。则每通道的列数变为原来的三分之一。

需要注意的是，如果行保持不变，改变的通道数一定要能被列数整除，否则会出错。

第四次变化：通道数由1变为2，行数变为原来的五分之一。


int main()
{
    Mat data = Mat(20, 30, CV_32F);  //设置一个20行30列1通道的一个矩阵
    cout << "行数: " << data.rows << endl;
    cout << "列数: " << data.cols << endl;
    cout << "通道: " << data.channels() << endl;
    cout << endl;
    Mat dst = data.reshape(2, data.rows/5);
    cout << "行数: " << dst.rows << endl;
    cout << "列数: " << dst.cols << endl;
    cout << "通道: " << dst.channels() << endl;
    system("pause");
    return 1;
}

可见，不管怎么变，都遵循这样一个等式：

变化之前的 rows*cols*channels = 变化之后的 rows*cols*channels

我们只能改变通道数和行数，列数不能改变，它是自动变化的。

但是要注意的是，在变化的时候，要考虑到是否整除的情况。如果改变的数值出现不能整除，就会报错。

最后，我们再验证一下：opencv在序列化的时候是行序列化还是列序列化呢？

我们知道，在matlab里面，是列序列化，即取值为从上到下，从左到右，opencv又是怎么样的呢


int main()
{
    Mat data = (Mat_<int>(2, 3) << 1, 2, 3, 10, 20, 30);  //2行3列的矩阵
    cout << data << endl;
    Mat dst1 = data.reshape(0, 6);   //通道不变，序列成列向量
    cout <<endl<< dst1 << endl;
    Mat dst2 = data.reshape(0, 1);   //通道不变，序列成行向量
    cout << endl << dst2 << endl;
    system("pause");
    return 1;
}