OpenCV 图像类型转换：详解 convertTo 函数

在 OpenCV 图像处理中，我们经常需要对图像的像素值类型进行转换，例如将 8 位灰度图像转换为 32 位浮点型图像。OpenCV 提供了 convertTo 函数来方便地完成这一操作。

函数原型

void cv::Mat::convertTo(OutputArray dst, int rtype, double alpha = 1, double beta = 0) const;

参数说明

dst: 输出的目标图像，需要提前分配内存。
rtype: 目标图像的像素值类型，例如：
- CV_8U: 8 位无符号整数
- CV_16U: 16 位无符号整数
- CV_32F: 32 位浮点数
alpha: 可选参数，缩放因子，用于对图像进行线性变换，默认为 1。
beta: 可选参数，偏移量，用于对图像进行线性变换，默认为 0。

代码示例

以下代码演示了如何使用 convertTo 函数将一张 8 位灰度图像转换为 32 位浮点型图像：

#include <opencv2/opencv.hpp>

int main() {
    // 读取灰度图像
    cv::Mat grayImage = cv::imread('image.jpg', cv::IMREAD_GRAYSCALE); 

    // 创建 32 位浮点型目标图像
    cv::Mat floatImage;

    // 使用 convertTo 函数进行类型转换
    grayImage.convertTo(floatImage, CV_32F);

    // 打印图像信息
    std::cout << 'Gray Image Type: ' << grayImage.type() << std::endl;
    std::cout << 'Float Image Type: ' << floatImage.type() << std::endl;

    return 0;
}

convertTo 函数实现原理

convertTo 函数内部根据源图像和目标图像的像素值类型，调用不同的转换函数进行像素值转换，并应用 alpha 和 beta 参数进行线性变换。

应用场景

图像增强: 将图像转换为更广的数值范围，以便进行更精细的图像增强操作。
图像滤波: 一些滤波器需要在浮点数类型上进行计算，例如高斯滤波。
图像分割: 将图像转换为特定类型，以便使用特定算法进行分割。
机器学习: 许多机器学习算法要求输入图像为特定类型，例如 32 位浮点型。

总结

convertTo 函数是 OpenCV 中非常常用的一个函数，它可以方便地进行图像类型转换，为后续的图像处理操作提供便利。