《计算机视觉算法：基于OpenCV的计算机应用开发》 —2.5.3　访问像素

2.5.3　访问像素

除了上一节中使用ROI访问图像中矩形区域中的像素的方法之外，还有许多别的方法可以实现同样的目的，甚至访问图像中单个像素。访问图像（也就是Mat对象）中单个像素，可以使用at函数，示例如下：

在上面的例子中，在使用at函数时，必须将TYPE替换为一个与图像的颜色通道数和深度相关的有效类型名。将R替换为我们想访问的像素行数，将C替换为列数。这与我们常见的像素访问方法稍有不同，常见方法的第一个参数是X（或横向坐标），第二个参数是Y（或纵向坐标）。因此，参数位置是反过来的。这里列举了些不同种类的Mat对象访问单个像素的例子。

访问一个8位整数元素的单通道（灰度图像）Mat对象中的像素：

访问一个浮点元素的单通道Mat对象中的像素：

访问一个8位整数元素的三通道Mat对象中的像素：

在上面的代码中，使用了Vec3b（3字节的向量）的数据类型。为了使用方便，OpenCV定义了这个以及多种其他类似的向量类型。这里给出了OpenCV在使用at函数或其他情况下Vec的数据格式：

<N>可以用2、3、4、6或8替代（为1时省略不写），它表示Mat对象中的通道数量。<Type>可以是下面的任意一种，表示存储在像素每个通道中的数据的类型：

• b 表示 uchar（无符号字符）。

• s 表示 short（短整型）。

• w 表示ushort（无符号短整型）。

• i 表示 int（整型）。

• f 表示 float （浮点型）。

• d 表示 double （双精浮点型）。

例如，Vec4b可以用来访问一个无符号字符型4通道Mat对象的像素，Vec6f可以用来访问浮点型6通道Mat对象的像素。特别要注意的是，Vec数据类型也可以认为是一个访问单独通道的数组。这里给出一个例子，说明如何访问无符号字符型元素的3通道Mat对象的第二个通道：

注意，这里的“访问”是指对像素及其通道的读取和写入。例如，下面的例子是使用sepia滤镜处理图像：

首先，这里有几点需要注意，图像的rows和cols成员表示图像中的行数（高度）和列数（宽度）。另外，要注意at函数是如何提取通道中的数据以及把处理后的数据写入通道中的。无须担心本例为得到正确的褐***调所采用的乘法系数，因为它们的值本身是由特定色调决定的，可以对单个像素进行任何种类的运算，来改变像素本身。

下面的图像显示了在三通道彩***像中应用上述代码的结果（左边是原始图像，右边是过滤后的图像）：

另外一个访问图像中像素的方法是使用Mat类中的forEach函数。forEach函数可在所有像素上进行并行运算，替代逐个遍历访问的方法。下面是一个简单的例子，展示了forEach是如何把所有像素值都除以5，这将会得到一个比源图像更深的灰度图像：

在上面的代码中，第二个参数，也就是位置参数（因为是不需要的，所以这里省略），是指向像素位置的指针。

使用前面的for循环，我们需要编写下面的代码：

OpenCV也允许使用STL风格的迭代器访问或更改图像上的像素。这里是用STL风格迭代器写的同一个例子：

有意思的是，前面三个示例中相同的运算也可以通过下面的简单语句来完成：

这是因为OpenCV中的Mat对象把这个语句视为元素级的除法运算，我们将在接下来的章节中了解更多相关内容。下图显示了在灰度图像上应用的结果（左边是原图，右边为更改后的图）：

显然，forEach、C++的for循环以及STL风格的迭代器都能实现在Mat对象中访问和改变像素的目的。我们在本节讨论的Mat类的函数和成员足以应对后续学习，但请务必快速探索下Mat类提供的巨量图像处理功能和它们的基础特性。