OpenCV矩阵数据是否保证连续？

Question

我知道 OpenCV 矩阵中包含的数据不保证连续。为了让自己清楚，以下是 OpenCV 文档 中的一段话：

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. 如果我像下面这样创建一个新矩阵

cv::Mat img = cv::imread(img_name)

img 标签中的数据是否保证连续性？

2. 我知道通过从现有矩阵中借用数据创建新矩阵会导致不连续的数据。

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

上面的代码通过从large_mat中借用第0列创建一个新的矩阵small_mat，导致small_mat中的数据不连续。因此问题是，如果我创建一个全新的矩阵而不是从现有矩阵中借用数据，那么这个全新的矩阵会具有连续数据还是不连续数据？

以下代码是否保证创建具有连续数据的矩阵？

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

- Shawn

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我猜如果你使用像IPP这样的东西并且图像尺寸是奇数，那么连续性就不能得到保证。因此，这可能取决于你具体的OpenCV构建。 - Micka

Answer 1

根据OpenCV文档中的isContinuous函数说明：

如果矩阵元素在每行结尾处都没有间隔，则该方法返回true。否则，返回false。显然，1x1或1xN矩阵始终是连续的。使用Mat :: create（）创建的矩阵始终是连续的。但是，如果您使用Mat :: col（），Mat :: diag（）等提取矩阵的一部分，或者构造用于外部分配数据的矩阵头，则这些矩阵可能不再具有此属性。

因此，只要创建一个新的矩阵（即调用create），就可以保证矩阵是连续的。

create的工作方式如下：

1. 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（）取消引用先前的数据。
2. 初始化新标题。
3. 分配total（）* elemSize（）字节的新数据。
4. 分配与数据相关联的新引用计数器并将其设置为1。

这意味着当您（隐式地）调用create时，矩阵将是连续的（第3步）。

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您的问题

如果我使用imread创建一个新矩阵，数据是否保证连续？

是的，因为imread在内部调用create。

我知道从现有矩阵中借用数据创建新矩阵会导致不连续的数据。

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

如果我创建全新的矩阵而没有从现有矩阵中借用数据，那么这个全新的矩阵是否具有不连续的数据？

是的，构造函数在内部调用create。

矩阵构造函数是否保证创建具有连续数据的矩阵？

是的，构造函数在内部调用create。

这是一个简单的示例总结：

#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;
}

- Miki

Answer 2

cv::Mat中存储的数据在内存中不一定是连续的，可以通过API Mat::isContinuous()进行验证。其遵循以下规则：

1. 由imread()、clone()或构造函数创建的矩阵始终是连续的。
2. 仅当矩阵从现有矩阵中借用数据（即从大型矩阵的ROI创建）时，矩阵才不连续，但所借用的数据在大矩阵中是连续的，包括：
   • 借用单行;
   • 借用多行但具有完整的原始宽度。

以下来自我的博客示例代码更好地演示了这一点（有关进一步说明，请参见内联注释）。

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);                            

- herohuyongtao

Answer 3

当您使用Mat::create创建一个Mat时，它是连续的。这样的操作包括显式使用Mat::create，或隐式地使用Mat::clone、Mat::Mat(...)等方法。

- Kelvin Nyan