EmguCV学习笔记 VB.Net 2.3 Mat类

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教程相关说明以及如何获得pdf教程和代码（博客上的教程内容会和pdf教程一致，教程中也会包含所有代码），请移步：EmguCV学习笔记

2.3 Mat类

Mat类也是OpenCV中的矩阵类，EmguCV对其进行了封装。Mat类提供了图像数据读取、保存方法，提供矩阵运算方法，如矩阵加减、乘法、转置等，如等。Mat类是EmguCV中处理图像的最常用和最重要的类，需要好好掌握。

Mat类常用属性：

Rows和Cols：分别表示矩阵的行数和列数。可以通过这两个属性来获取矩阵的大小。
Step：表示矩阵每一行的字节数。这个属性可以用于计算矩阵中某个元素的地址。
Data：表示矩阵数据的指针。这个指针指向矩阵数据的第一个元素，可以通过它来访问矩阵中的每个元素。
Depth：这是一个DepthType枚举，表示矩阵中每个元素的深度，即数据类型的位数。例如，CV_8U表示每个元素是8位无符号整数。

DepthType枚举元素主要有：

元素名称	元素值	占用位数	说明
Cv8U	0	8位	无符号整数 Byte
Cv8S	1	8位	符号整数 SByte
Cv16U	2	16位	无符号整数 UInt16
Cv16S	3	16位	符号整数 Int16
Cv32S	4	32位	无符号整数 Int32
Cv32F	5	32位	浮点数 Single
Cv64F	6	64位	浮点数 Double

注意：在OpenCV中使用CV_8UC1这样的类型，表示8位无符号单通道矩阵。C后面的数字表示通道数。

NumberOfChannels：表示矩阵中每个元素的通道数。例如，3通道的CV_8U通常表示每个元素有3个通道，分别表示红、绿、蓝三个颜色通道。
IsContinuous：表示矩阵是否是连续的。如果矩阵的所有元素在内存中是连续存储的，那么这个属性的值为true，否则为false。
Size：表示矩阵的大小，即行数和列数。这个属性返回一个Size类型的对象，可以通过它来获取矩阵的行数和列数。
Width和Height：分别表示矩阵的宽度和高度。可以通过这两个属性来获取矩阵的大小。
ElementSize：表示矩阵中每个元素的大小，即字节数。这个属性等价于Depth属性。

不同通道数、不同深度的Mat对应的数据结构如下面的图示：

图2-27 Rows=4、Cols=3、CV8U、单通道Mat数据的结构

图2-28 Rows=4、Cols=3、CV8U、三通道Mat数据的结构

图2-29 Rows=4、Cols=3、CV32S、三通道Mat的数据结构

2.3.1 构造函数

1、使用行数、列数、深度、通道数初始化Mat

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button1_Click、showMatInfo

'构造函数1：使用行数、列数、深度、通道数初始化Mat

Private Sub Button1_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button1.Click

'指定行数4、列数3，无符号整数 Byte，通道数1

Dim m8U1 As New Mat(4, 3, CvEnum.DepthType.Cv8U, 1)

'将值设置为255

m8U1.SetTo(New MCvScalar(255))

'输出Mat信息

showMatInfo(m8U1, "m8U1")

TextBox1.Text &= "============" & vbCrLf

'指定行数4、列数3，无符号整数 Byte，通道数3

Dim m8U3 As New Mat(4, 3, CvEnum.DepthType.Cv8U, 3)

m8U3.SetTo(New MCvScalar(200, 100, 0))

showMatInfo(m8U3, "m8U3")

TextBox1.Text &= "============" & vbCrLf

'指定行数4、列数3，无符号整数 Int32，通道数3

Dim m32S3 As New Mat(4, 3, CvEnum.DepthType.Cv32S, 3)

m32S3.SetTo(New MCvScalar(200, 100, 0))

showMatInfo(m32S3, "m32S3")

End Sub

'此方法输出Mat的信息

Private Sub showMatInfo(ByVal m As Mat, ByVal strTypeName As String)

TextBox1.Text &= "strTypeName：" & strTypeName & vbCrLf

TextBox1.Text &= "Cols：" & m.Cols & vbCrLf

TextBox1.Text &= "Rows：" & m.Rows & vbCrLf

TextBox1.Text &= "Depth：" & m.Depth & vbCrLf

TextBox1.Text &= "ElementSize：" & m.ElementSize & vbCrLf

TextBox1.Text &= "Height：" & m.Height & vbCrLf

TextBox1.Text &= "Width：" & m.Width & vbCrLf

TextBox1.Text &= "NumberOfChannels：" & m.NumberOfChannels & vbCrLf

TextBox1.Text &= "Step：" & m.Step & vbCrLf

TextBox1.Text &= "Width*Height：" & m.Size.Width & "*" & m.Size.Height & vbCrLf

TextBox1.Text &= "IsContinuous：" & m.IsContinuous & vbCrLf

End Sub

显示结果如下：

图2-30 显示Mat信息

2、使用行数、列数、深度、通道数、指向数据的指针、步长初始化Mat

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button2_Click、outputMatdata8U1C

'构造函数2：使用行数、列数、深度、通道数、指向数据的指针、步长初始化Mat

Private Sub Button2_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button2.Click

'包含数据的数组

Dim buffer() As Byte = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11}

'定义指针并分配内存空间

Dim matptr As IntPtr = Marshal.AllocHGlobal(buffer.Length)

'将数组拷贝到指针对应的内存空间

Marshal.Copy(buffer, 0, matptr, buffer.Length)

'指定行数4、列数3，无符号整数 Byte，通道数1，数据，步长3

Dim m As New Mat(4, 3, CvEnum.DepthType.Cv8U, 1, matptr, 3)

'显示Mat中元素的值

Call outputMatdata8U1C(m)

End Sub

'输出矩阵中元素的值

'为简化说明，在此方法中只考虑Cv8U单通道且数据连续的Mat

Private Sub outputMatdata8U1C(ByVal m As Mat)

Dim colcount As Integer = m.Cols

Dim rowcount As Integer = m.Rows

'获得数组大小

Dim bufferSize As Integer = m.Step * m.Rows

'定义数组

Dim buffer() As Byte

ReDim buffer(bufferSize 1)

'将Mat的数据指针指向的内存拷贝到数组

System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(m.DataPointer, buffer, 0, bufferSize)

'循环输出每个元素的值

For row As Integer = 0 To rowcount 1

For col As Integer = 0 To colcount 1

TextBox1.Text &= buffer(row * colcount + col) & " "

TextBox1.Text &= vbCrLf

End Sub

显示结果如下：

图2-31 输出Mat元素的值

3、使用图片、色彩模式初始化Mat

其中参数ImreadModes（图像读取模式）枚举可以使用来指定不同的图像读取模式，以读取不同类型的图像。ImreadModes包含以下成员：

Unchanged：不改变深度和通道数，读取原始图像。
GrayScale：将图像转换为单通道灰度图像。
Color：将图像转换为三通道彩色图像。
AnyDepth：读取图像时不限制深度。
AnyColor：读取图像时不限制通道数。
LoadGdal：使用GDAL库读取图像。
ReducedGrayscale2：将图像转换为8位单通道灰度图像。
ReducedColor2：将图像转换为8位三通道彩色图像。
ReducedGrayscale4：将图像转换为4位单通道灰度图像。
ReducedColor4：将图像转换为4位三通道彩色图像。
ReducedGrayscale8：将图像转换为1位单通道灰度图像。
ReducedColor8：将图像转换为1位三通道彩色图像。

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button3_Click

'构造函数3：使用图片、图像读取模式初始化Mat

Private Sub Button3_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button3.Click

'使用三通道彩色图像模式将数据载入Mat

Dim m1 As New Mat("C:\learnEmgucv\lena.jpg", CvEnum.ImreadModes.Color)

Call showMatInfo(m1, "彩色图片")

'使用灰度图像模式将数据载入Mat

Dim m2 As New Mat("C:\learnEmgucv\lena.jpg", CvEnum.ImreadModes.Grayscale)

Call showMatInfo(m2, "灰度图片")

End Sub

显示结果如下：

图2-32 使用图片初始化Mat

4、无参数的构造函数

下面的代码使用Mat无参数的构造函数，同时通过Matrix给Mat赋值，这也是本教程代码中常用的方式。

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button4_Click

'构造函数4：无任何参数，同时此代码中还使用Matrix赋值给Mat

Private Sub Button4_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button4.Click

Dim m As New Mat()

Dim inputBytes(,) As Byte = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}}

Dim matr As New Matrix(Of Byte)(inputBytes)

'使用Matrix.Mat属性给Mat赋值

m = matr.Mat

showMatInfo(m, "MatrixToMat")

End Sub

显示结果如下：

图2-33 使用Matrix给Mat赋值

2.3.2 给Mat元素赋值

在【3.2.1 构造函数】中其实已经讲述了如何给Mat元素赋值的方法。这里另外还有一个方法，就是将数组拷贝到Mat数据指针处。

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button5_Click

'将值拷贝到mat

Private Sub Button5_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button5.Click

'这里特地少了1个值，方便查看效果

Dim buffer() As Byte = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}

Dim m As New Mat(4, 3, CvEnum.DepthType.Cv8U, 1)

'输出mat元素的值，可以看到值是随机的

Call outputMatdata8U1C(m)

TextBox1.Text &= "===============" & vbCrLf

Dim matptr As IntPtr = m.DataPointer

'将数组拷贝到指针处

Marshal.Copy(buffer, 0, matptr, buffer.Length)

'由于差1个值，所以，Mat中最后一个元素的值仍然是之前的

Call outputMatdata8U1C(m)

End Sub

显示结果如下：

图2-34 使用数组给Mat赋值

2.3.3 读取Mat元素的值

1、读取Cv8U单通道且数据连续的Mat的元素的值，在【3.2.1 构造函数】第二部分代码【outputMatdata8U1C】中已经实现。这里不在累述。

2、读取Cv16U三通道且数据连续的Mat的元素的值，

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button6_Click

'获得Cv16u（即short或Int16）、3通道且连续的Mat元素的值

Private Sub Button6_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button6.Click

Dim m As New Mat(4, 3, CvEnum.DepthType.Cv16U, 3)

'将所有元素设置为(200, 100, 0)

m.SetTo(New MCvScalar(200, 100, 0))

'计算数组所占用的内存的大小

Dim bufferlen As Integer = m.Step * m.Rows / 2

'因为用的16U，也就是2个字节，对应Short类型

Dim buffer() As Short

ReDim buffer(bufferlen 1)

'将Mat的数据指针指向的内存拷贝到数组

System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(m.DataPointer, buffer, 0, bufferlen)

'简单输出，未考虑行列

For Each b As Short In buffer

TextBox1.Text &= b & vbCrLf

End Sub

显示结果如下：

图2-35 输出Cv16U三通道Mat元素的值

3、单通道Mat数据拷贝到数组

以下代码中使用到了Mat的CopyTo方法。

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button7_Click

'单通道mat数据拷贝到数组

Private Sub Button7_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button7.Click

Dim m As New Mat()

Dim matr As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 220, 0}, {30, 140, 199}, {80, 220, 7}, {65, 42, 190}})

m = matr.Mat

Dim b() As Byte

ReDim b(m.Cols * m.Rows 1)

'使用CopyTo方法将Mat中的元素的值拷贝到数组

m.CopyTo(b)

'输出数组中的值

For i As Integer = 0 To b.Length 1

TextBox1.Text &= b(i) & vbCrLf

End Sub

显示结果如下：

图2-36 单通道Mat元素的值输出到数组

4、三通道Mat数据拷贝到数组

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button8_Click

'三通道mat数据拷贝到数组

Private Sub Button8_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button8.Click

Dim m As New Mat(4, 3, CvEnum.DepthType.Cv8U, 3)

m.SetTo(New MCvScalar(200, 100, 0))

Dim b() As Byte

ReDim b(m.Cols * m.Rows * m.NumberOfChannels 1)

'使用CopyTo方法将Mat中的元素的值拷贝到数组

m.CopyTo(b)

'输出数组中的值

For i As Integer = 0 To b.Length 1

TextBox1.Text &= b(i) & vbCrLf

End Sub

显示结果如下：

图2-37 三通道Mat元素的值输出到数组

2.3.4 修改Mat元素的值

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button9_Click

'修改Mat中的数值

Private Sub Button9_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button9.Click

Dim m As New Mat(4, 3, CvEnum.DepthType.Cv8U, 1)

m.SetTo(New MCvScalar(255))

TextBox1.Text &= "修改前的矩阵：" & vbCrLf

Call outputMatdata8U1C(m)

'需要修改的行列元素的值

Dim row As Integer

Dim col As Integer

'修改行序号0，列序号0位置元素（如果将二维数组拉通排列，序号0的元素）的值

row = 0

col = 0

Dim ptr1 As IntPtr = m.DataPointer

ptr1 += row * 3 + col

Dim newvalue(0) As Byte

newvalue(0) = 100

System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(newvalue, 0, ptr1, 1)

'修改行序号1，列序号1位置元素（如果将二维数组拉通排列，序号4的元素）的值

row = 1

col = 1

Dim ptr2 As IntPtr = m.DataPointer

ptr2 += row * 3 + col

newvalue(0) = 200

System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(newvalue, 0, ptr2, 1)

TextBox1.Text &= vbCrLf & "修改后的矩阵：" & vbCrLf

Call outputMatdata8U1C(m)

End Sub

显示结果如下，可以看到(0,0)和(1,1)位置的元素已经被修改：

图2-38 修改Mat元素的值

2.3.5 Mat的克隆

使用Mat的Clone方法来实现对一个Mat的完全复制。

以下代码测试，说明修改克隆后的Mat对源Mat不产生影响。

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button10_Click

'clone,不会影响源Mat

Private Sub Button10_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button10.Click

Dim m1 As New Mat()

Dim matr1 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 0, 0}, {1, 1, 1}, {2, 2, 2}, {3, 3, 3}})

m1 = matr1.Mat

Call outputMatdata8U1C(m1)

TextBox1.Text &= "===============" & vbCrLf

Dim m2 As New Mat

m2 = m1.Clone

Call outputMatdata8U1C(m2)

TextBox1.Text &= "===============" & vbCrLf

'需要修改的行列元素的值

Dim row As Integer

Dim col As Integer

'修改行序号0，列序号0位置元素（如果将二维数组拉通排列，序号0的元素）的值

row = 0

col = 0

Dim ptr1 As IntPtr = m2.DataPointer

ptr1 += row * 3 + col

Dim newvalue(0) As Byte

newvalue(0) = 100

System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(newvalue, 0, ptr1, 1)

Call outputMatdata8U1C(m2)

TextBox1.Text &= "===============" & vbCrLf

Call outputMatdata8U1C(m1)

End Sub

显示结果如下，可以看到(0,0)和(1,1)位置的元素已经被修改：

图2-39 克隆Mat修改后不会影响源Mat

作为对比，请将上述代码中的

m2 = m1.Clone

修改为

m2 = m1

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button11_Click

'使用=赋值,会影响源Mat

Private Sub Button11_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button11.Click

……

'修改Button10_Click中此处的代码：

m2 = m1

……

End Sub

显示结果如下，可以看到(0,0)和(1,1)位置的元素已经被修改：

图2-40 赋值并修改后会影响源Mat

2.3.6 获得子Mat

以下代码使用Mat的构造函数方法之一，源Mat和矩形（Rectangle）作为参数，生成一个子Mat。测试修改子Mat中元素的值，源Mat也会对应改变。

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button12_Click、outputMatdata8U1CAfter

outputMatdata8U1Cafter作用是输出数据不连续的Mat的值。

'不连续的子矩阵

Private Sub Button12_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button12.Click

Dim m1 As New Mat()

Dim matr1 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}, {9, 10, 11}})

m1 = matr1.Mat

Call outputMatdata8U1C(m1)

TextBox1.Text &= "===============" & vbCrLf

'm2实际和m1指向的内存空间位置相同，m2修改会影响m1

'原始视图 DataPointer，与m1相比较，指针位置多了4

'IsContinuous属性（数据是否连续）为False

'实际值查看在：原始视图-非公共成员-bytes

Dim m2 As New Mat(m1, New Rectangle(1, 1, 2, 2))

TextBox1.Text &= "输出连续数据" & vbCrLf

Call outputMatdata8U1C(m2)

TextBox1.Text &= "===============" & vbCrLf

TextBox1.Text &= "输出不连续数据" & vbCrLf

Call outputMatdata8U1CAfter(m2)

TextBox1.Text &= "===============" & vbCrLf

'需要修改的行列元素的值

Dim row As Integer

Dim col As Integer

'修改行序号0，列序号0位置元素（如果将二维数组拉通排列，序号0的元素）的值

row = 0

col = 0

Dim ptr1 As IntPtr = m2.DataPointer

ptr1 += row * 3 + col

Dim newvalue(0) As Byte

newvalue(0) = 100

System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(newvalue, 0, ptr1, 1)

Call outputMatdata8U1CAfter(m2)

TextBox1.Text &= "===============" & vbCrLf

'再次输出m1，可以看到修改m2中元素的之后，m1对应元素的值也变化了

Call outputMatdata8U1CAfter(m1)

End Sub

'对outputMatdata8U1C方法进行修改，修改后的方法考虑数据不连续的情况

'为简化说明，这里仍然使用8U单通道Mat

Private Sub outputMatdata8U1CAfter(ByVal m As Mat)

Dim colcount As Integer = m.Cols

Dim rowcount As Integer = m.Rows

Dim matstep As Integer = m.Step

'每次读取数据时候的指针位置

Dim pos As IntPtr = IntPtr.Zero

For i As Integer = 0 To rowcount 1

'检查指针位置，

'如果是第一次循环，即pos初始为0，那么指针位置为mat的指针位置

'否则，应该将指针位置增加step

If pos = IntPtr.Zero Then

pos = m.DataPointer

Else

pos += matstep

End If

Dim bufferSize As Integer = colcount

Dim buffer() As Byte

ReDim buffer(bufferSize 1)

'每次循环从新的指针位置拷贝数据，拷贝的数量为mat的列数。

System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(pos, buffer, 0, bufferSize)

For col As Integer = 0 To colcount 1

TextBox1.Text &= buffer(col) & " "

TextBox1.Text &= vbCrLf

End Sub

显示结果如下：

图2-41 生成子矩阵并修改后与原矩阵对比

2.3.7 修改Mat的深度

以下代码使用Mat的ConvertTo方法将Mat的深度从Cv8U修改到Cv16U。

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button13_Click

'更改mat的DepthType

Private Sub Button13_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button13.Click

Dim m As New Mat(4, 3, CvEnum.DepthType.Cv8U, 3)

m.SetTo(New MCvScalar(200, 100, 0))

'输出Mat信息

showMatInfo(m, "m8U3")

TextBox1.Text &= "============" & vbCrLf

Dim mOut As New Mat

m.ConvertTo(m, CvEnum.DepthType.Cv16U)

'输出Mat信息

showMatInfo(m, "m16U3")

TextBox1.Text &= "============" & vbCrLf

End Sub

显示结果如下：

图2-42 修改深度后的矩阵与原矩阵对比

2.3.8 最大值和最小值

Mat使用MinMax方法来获得最大值和最小值及对应坐标。使用方式和Matrix相同。

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button14_Click

'最大最小值以及对应坐标位置

Private Sub Button14_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button14.Click

Dim m As New Mat()

Dim matr As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 220, 0}, {30, 140, 199}, {80, 220, 7}, {65, 42, 190}})

m = matr.Mat

Dim maxvalues() As Double

Dim minvalues() As Double

Dim maxposes() As Point

Dim minposes() As Point

'只能查找每个通道的最大值和最小值，而不是查找每个通道的所有最大值和最小值

'最大值和最小值的位置，也只是返回最先的那个。

m.MinMax(minvalues, maxvalues, minposes, maxposes)

TextBox1.Text &= "最小值：" & minvalues(0) & " 位置：" & minposes(0).X & "," & minposes(0).Y & vbCrLf

TextBox1.Text &= "最大值：" & maxvalues(0) & " 位置：" & maxposes(0).X & "," & maxposes(0).Y

End Sub

显示结果如下：

图2-43 获得Mat元素最大最小值

2.3.9 Mat的运算

2.3.9.1 加法

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button15_Click

'加法

Private Sub Button15_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button15.Click

Dim m1 As New Mat()

Dim matr1 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 220, 0}, {30, 140, 225}, {80, 200, 7}, {65, 42, 190}})

m1 = matr1.Mat

Dim m2 As New Mat()

Dim matr2 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{50, 40, 220}, {130, 16, 80}, {95, 221, 229}, {17, 3, 22}})

m2 = matr2.Mat

Dim mout As New Mat

'方法1：

mout = m1 + m2

'方法2：

'CvInvoke.Add(m1, m2, mout)

Call outputMatdata8U1C(mout)

End Sub

显示结果如下：

图2-44 Mat的加法

2.3.9.2 减法

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button16_Click

'减法

Private Sub Button16_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button16.Click

Dim m1 As New Mat()

Dim matr1 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 220, 0}, {30, 140, 225}, {80, 200, 7}, {65, 42, 190}})

m1 = matr1.Mat

Dim m2 As New Mat()

Dim matr2 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{50, 40, 220}, {130, 16, 80}, {95, 221, 229}, {17, 3, 22}})

m2 = matr2.Mat

Dim mout As New Mat

'方法1：直接相减，对于小于0的值设置为0

mout = m1 m2

'方法2：使用 CvInvoke.AbsDiff，与直接相减有所不同，小于0的值将取绝对值

'CvInvoke.AbsDiff(m1, m2, mout)

Call outputMatdata8U1C(mout)

End Sub

使用上述方法，应注意直接相减和使用AbsDiff函数的区别。

显示结果如下：

图2-45 Mat的减法

2.3.9.3 乘法

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button17_Click

'乘法

Private Sub Button17_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button17.Click

Dim m1 As New Mat()

Dim matr1 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}, {9, 10, 11}})

m1 = matr1.Mat

'矩阵乘以一个数值

Dim mout1 As New Mat

mout1 = m1 * 2

Call outputMatdata8U1C(mout1)

TextBox1.Text &= "===============" & vbCrLf

'两个矩阵相乘，大小必须相同

Dim m2 As New Mat()

Dim matr2 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}, {9, 10, 11}})

m2 = matr2.Mat

'对应元素相乘，不同于一般的矩阵相乘

Dim mout2 As New Mat

CvInvoke.Multiply(m1, m2, mout2)

Call outputMatdata8U1C(mout2)

End Sub

显示结果如下：

图2-45 Mat的乘法

2.3.9.4 除法

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button18_Click

'除法

Private Sub Button18_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button18.Click

Dim m1 As New Mat()

Dim matr1 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 21, 112}, {21, 36, 55}, {24, 77, 24}, {90, 210, 121}})

m1 = matr1.Mat

'矩阵除以一个数值

Dim mout1 As New Mat

mout1 = m1 / 2

Call outputMatdata8U1C(mout1)

TextBox1.Text &= "===============" & vbCrLf

'两个矩阵相除，大小必须相同

Dim m2 As New Mat()

Dim matr2 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}, {9, 10, 11}})

m2 = matr2.Mat

'对应元素相除，不同于一般的矩阵相除

Dim mout2 As New Mat(m1.Size, DepthType.Cv8U, 1)

CvInvoke.Divide(m1, m2, mout2)

Call outputMatdata8U1C(mout2)

End Sub

显示结果如下：

图2-46 Mat的除法

注意：如果相除的矩阵元素类型是整型，不论被除数还是除数为0，都将会返回0。如果相除的矩阵元素类型是浮点型，被除数不为0，除数为0，那么将返回∞（无穷大）；被除数为0，且除数为0，那么将返回NaN。下面的代码演示了使用0作为被除数时的输出结果，其中outputMatdata64F1C函数输出64位浮点值类型Mat的元素的值。

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button19_Click、outputMatdata64F1C

'除法

Private Sub Button19_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button19.Click

Dim m1 As New Mat()

Dim matr1 As New Matrix(Of Double)(New Double(,) {{9, 0, 0}, {22, 33, 55}, {24, 23, 24}, {90, 87, 121}})

m1 = matr1.Mat

'两个矩阵相除，大小必须相同

Dim m2 As New Mat()

Dim matr2 As New Matrix(Of Double)(New Double(,) {{0, 0, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}, {9, 10, 11}})

m2 = matr2.Mat

'对应元素相除，不同于一般的矩阵相除

Dim mout As New Mat(m1.Size, DepthType.Cv64F, 1)

CvInvoke.Divide(m1, m2, mout)

Call outputMatdata64F1C(mout)

End Sub

'输出64位浮点值类型Mat的元素的值

Private Sub outputMatdata64F1C(ByVal m As Mat)

Dim colcount As Integer = m.Cols

Dim rowcount As Integer = m.Rows

'获得数组大小

Dim bufferSize As Integer = m.Step * m.Rows

'定义数组

Dim buffer() As Byte

ReDim buffer(bufferSize 1)

'将Mat的数据指针指向的内存拷贝到数组

System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(m.DataPointer, buffer, 0, bufferSize)

'注意Double类型占用8个字节

Dim bteOutDouble(7) As Byte

For i As Integer = 0 To buffer.Length 1 Step 8

For j As Integer = 0 To 7

bteOutDouble(j) = buffer(i + j)

'这里使用了BitConverter.ToDouble将字节数组转Double

Dim outDouble As Double = BitConverter.ToDouble(bteOutDouble, 0)

TextBox1.Text &= outDouble.ToString & vbCrLf

End Sub

显示结果如下：

图2-48 Mat浮点类型的除法

可以看到输出的前三个值分别为：∞、NaN、0

2.3.9.5 And运算

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button20_Click

'And运算

Private Sub Button20_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button20.Click

Dim m1 As New Mat()

Dim matr1 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 0, 0}, {1, 1, 1}, {2, 2, 2}, {3, 3, 3}})

m1 = matr1.Mat

Dim m2 As New Mat()

Dim matr2 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{1, 1, 1}, {1, 1, 1}, {1, 1, 1}, {1, 1, 1}})

m2 = matr2.Mat

Dim mout As New Mat

'方法1：

mout = m1 And m2

'方法2：

'CvInvoke.BitwiseAnd(m1, m2, mout)

Call outputMatdata8U1C(mout)

End Sub

显示结果如下：

图2-48 Mat的And运算

2.3.9.6 Or运算

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button21_Click

'Or运算

Private Sub Button21_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button21.Click

Dim m1 As New Mat()

Dim matr1 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 0, 0}, {1, 1, 1}, {2, 2, 2}, {3, 3, 3}})

m1 = matr1.Mat

Dim m2 As New Mat()

Dim matr2 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{1, 1, 1}, {1, 1, 1}, {1, 1, 1}, {1, 1, 1}})

m2 = matr2.Mat

Dim mout As New Mat

'方法1：

mout = m1 Or m2

'方法2：

'CvInvoke.BitwiseOr(m1, m2, mout)

Call outputMatdata8U1C(mout)

End Sub

显示结果如下：

图2-49 Mat的Or运算

2.3.9.7 Xor运算

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button22_Click

'xor运算

Private Sub Button22_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button22.Click

Dim m1 As New Mat()

Dim matr1 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 0, 0}, {1, 1, 1}, {2, 2, 2}, {3, 3, 3}})

m1 = matr1.Mat

Dim m2 As New Mat()

Dim matr2 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{1, 1, 1}, {1, 1, 1}, {1, 1, 1}, {1, 1, 1}})

m2 = matr2.Mat

Dim mout As New Mat

'Mat没有Xor方法，直接使用xor是错误的

'mout = m1 Xor m2

CvInvoke.BitwiseXor(m1, m2, mout)

Call outputMatdata8U1C(mout)

End Sub

显示结果如下：

图2-50 Mat的Xor运算

2.3.9.8 Not运算

【代码位置：frmChapter2_2_1】Button23_Click

'not运算

Private Sub Button23_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button23.Click

Dim m1 As New Mat()

Dim matr1 As New Matrix(Of Byte)(New Byte(,) {{0, 1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}, {9, 10, 11}})

m1 = matr1.Mat

Dim mout As New Mat

'方法1：

mout = Not m1

'方法2：

'CvInvoke.BitwiseNot(m1, mout)

Call outputMatdata8U1C(mout)

End Sub

显示结果如下：

图2-51 Mat的Not运算

2.3.10 载入并显示图像

在【2.3.1 构造函数】中讲述过使用Mat载入图片，但是未进行显示。以下代码将显示Lena的彩色图像和灰度图像，请在窗体上放置2个ImageBox控件。ImageBox控件也是在Vs的【工具箱】|【Emgu.CV】下面。

【代码位置：frmChapter2_2_2】Button1_Click

'载入并显示图片

Private Sub Button1_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button1.Click

'彩色图片

Dim m1 As New Mat("C:\learnEmgucv\lena.jpg", CvEnum.ImreadModes.Color)

ImageBox1.Image = m1

'灰度图片

Dim m2 As New Mat("C:\learnEmgucv\lena.jpg", CvEnum.ImreadModes.Grayscale)

ImageBox2.Image = m2

End Sub

显示结果如下：

图2-52 图像显示

可以将图像简单理解为包含了很多像素点的矩阵，也就对应了Mat这个矩阵。

2.3.11 图像通道的分离与合并

图像通道的分离，使用Mat的Split方法，将多通道图像按照通道分别存入一个Mat数组。

图像通道的合并，使用 CvInvoke的Merge方法，将多个单通道图像合并成一个多通道图像。Merge方法的语法如下：

Public Shared Sub Merge(src As VectorOfMat, dst As Mat)

需要注意的是，要合并的单通道Mat对象必须有相同的行数、列数和深度类型。合并后的多通道Mat对象的通道数等于要合并的单通道Mat对象的数量。

在进行分离和合并的时候，需要使用到VectorOfMat类型。VectorOf~直译为向量，可以简单理解为类似于数组或者集合，用来表示不定长度数组，可以通过索引来获得里面指定的元素。例如：VectorOfMat理解为多个Mat的数组，VectorOfPoint理解为多个点的数组。在EmguCV中还定义有VectorOfRect、VectorOfFloat、VectorOfTriangle2DF等等，特别是还会有VectorOfVectorOf~，表示数组的数组，例如在后面处理图像轮廓时会用到VectorOfVectorOfPoint，表示多个点的数组然后又做了个数组。

VectorOf~通过Push方法向数组中增加元素。VectorOfMat中使用Push，也就是增加通道，但需要注意，如果要显示合并后的图像，图像必须有正确的通道数，如，不能有2通道的图像。

在以下代码中可以看到上述方法和类型的用法。

【代码位置：frmChapter2_2_2】Button2_Click

'Mat按照通道分离，然后合并

Private Sub Button2_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button2.Click

Dim m As New Mat("C:\learnEmgucv\lena.jpg", CvEnum.ImreadModes.Color)

Dim mDst() As Mat

'按通道数分离

mDst = m.Split()

'显示0号通道，即蓝色（B）通道

ImageBox1.Image = mDst(0)

'将0，1，1即BGG通道合并成新的图像