opencv矩阵数据是不是保证是连续的？

Posted 2023-02-21

【中文标题】opencv矩阵数据是不是保证是连续的？

【英文标题】：Is opencv matrix data guaranteed to be continuous?opencv矩阵数据是否保证是连续的？

【发布时间】：2015-11-12 05:53:56

【问题描述】：

我知道，opencv 矩阵中包含的数据不能保证是连续的。为了清楚起见，这里有一段来自Opencv documentation：

Opencv 提供了一个名为 isContinuous() 的函数来测试给定矩阵的数据是否连续。我的问题是

(1) 如果我创建一个新矩阵如下

Mat img = cv::imread(img_name)

img中的数据是否保证连续？

(2) 我知道通过从现有矩阵中借用数据来创建新矩阵会导致数据不连续

cv::Mat small_mat = large_mat.col(0);

上述代码通过借用 large_mat 的第 0 列创建了一个新矩阵 small_mat ，导致 small_mat 中的数据不连续。那么问题来了，如果我创建一个全新的矩阵而不从现有矩阵中借用数据，那么这个全新的矩阵是否会有不连续的数据？

(3) 下面的代码是否保证创建一个包含连续数据的矩阵？

cv::Mat mat(nRows, nCols, CV_32FC1);

【问题讨论】：

我猜如果你使用像 IPP 这样的奇数图像尺寸的东西，它不能保证是连续的。因此，它可能取决于您特定的 OpenCV 构建。

【参考方案1】：

您可以在 OpenCV 文档中看到isContinuous：

如果矩阵元素在每一行的末尾没有间隙地连续存储，则该方法返回 true。否则，它返回 false。显然，1x1 或 1xN 矩阵总是连续的。 使用 Mat::create() 创建的矩阵总是连续的。 但是如果您使用 Mat::col()、Mat::diag() 等提取矩阵的一部分，或者构造外部分配数据的矩阵头，这样的矩阵可能不再有这个属性。

因此，只要您正在创建一个新矩阵（即您正在调用create），您的矩阵就会是连续的。

create 的作用类似于：

如果当前数组形状和类型与新的匹配，则立即返回。否则，通过调用 Mat::release() 取消引用之前的数据。 初始化新标头。 分配total()*elemSize()字节的新数据。 分配新的、与数据关联的引用计数器并将其设置为 1。

这意味着当您（隐式）调用 create 时，矩阵将是连续的（第 3 步）。

---

您的问题

如果我用imread 创建一个新矩阵，数据保证是连续的

是的，因为imread在内部调用create。

我知道通过从现有矩阵中借用数据来创建新矩阵会导致数据不连续。

正确，数据将不连续。要使新矩阵连续，可以调用clone()，它调用create来创建新矩阵。

如果我创建一个全新的矩阵而不从现有矩阵中借用数据，那么全新的矩阵是否会有不连续的数据？

是的，构造函数内部调用create。

矩阵构造器保证创建数据连续的矩阵？

是的，构造函数内部调用create。

这是一个总结的小例子：

#include <opencv2\opencv.hpp>
#include <iostream>
using namespace std;
using namespace cv;

int main()

    // Read image
    Mat img = imread("path_to_image");
    cout << "img is continuous? " << img.isContinuous() << endl; 
    // Yes, calls create internally

    // Constructed a matrix header for externally allocated data
    Mat small_mat = img.col(0);
    cout << "small_mat is continuous? " << small_mat.isContinuous() << endl; 
    // No, you're just creating a new header.

    // Matrix (self) expression
    small_mat = small_mat + 2;
    cout << "small_mat is continuous? " << small_mat.isContinuous() << endl; 
    // No, you're not even creating a new header

    // Matrix expression
    Mat expr = small_mat + 2;
    cout << "expr is continuous? " << expr.isContinuous() << endl; 
    // Yes, you're creating a new matrix

    // Clone
    Mat small_mat_cloned = img.col(0).clone();
    cout << "small_mat_cloned is continuous? " << small_mat_cloned.isContinuous() << endl; 
    // Yes, you're creating a new matrix

    // Create
    Mat mat(10, 10, CV_32FC1);
    cout << "mat is continuous? " << mat.isContinuous() << endl; 
    // Yes, you're creating a new matrix

    return 0;

【参考方案2】：

当您使用Mat::create 创建Mat 时，它是连续的。这样的操作比如显式Mat::create，或者隐式Mat::clone，Mat::Mat(...)。

【参考方案3】：

存储在 OpenCV cv::Mats 中的数据在内存中并不总是连续的，这可以通过 API Mat::isContinuous() 进行验证。相反，它遵循以下规则：

由 imread()、clone() 或 构造函数 创建的矩阵将始终是连续的。 矩阵不连续的唯一情况是它从现有矩阵借用数据（即从大矩阵的 ROI 创建），但借用的数据是连续的在大矩阵中，包括 借用一行； 借用多行但具有完整的原始宽度。

来自my blog 的以下代码以更好的方式演示了这一点（请参阅内联 cmets 以获得进一步的解释）。

std::vector<cv::Mat> mats(7);

// continuous as created using constructor
mats[0] = cv::Mat::ones(1000, 800, CV_32FC3);      

// NOT continuous as borrowed data is not continuous (multiple rows and not full original width)
mats[1] = mats[0](cv::Rect(100, 100, 300, 200));     

// continuous as created using clone()
mats[2] = mats[1].clone();               

// continuous for single row always    
mats[3] = mats[2].row(10);             

// NOT continuous as borrowed data is not continuous (multiple rows and not full original width)         
mats[4] = mats[2](cv::Rect(5, 5, 100, 2));     

// continuous as borrowed data is continuous (multiple rows with full original width)   
mats[5] = mats[2](cv::Rect(0, 5, mats[2].cols, 2));

// NOT continuous as borrowed data is not continuous (multiple rows and not full original width) 
mats[6] = mats[2].col(10);