image.rows 和 image.cols 小于真实图像大小（c++）

Question

我正在学习 open cv，我编写了一个代码，应该为图像添加盐和纸张噪声（它将一些随机像素的值变为 255），我的图像大小是 256256。问题是我无法访问所有像素，代码只改变了图像像素的一半。例如，我所说的图像大小是 256256，当我更改位于 256*256 中的像素值时，它会更改中心图像的像素。

inline cv::Mat salt(cv::Mat, int); //my function

int main()
{

     int present, imagepixel;
     cv::Mat image = cv::imread("sample.jpg");
     imagepixel = image.rows * image.cols;
     std::cout << "enter the value of salt and paper :";
     std::cin >> percent; 
     present = (present * imagepixel) / 100; //image pixel is number of image's pixels

     if (image.empty())
     {
          std::cout << "image is not valid" << std::endl;
     }

     image = salt(image, present);
     cv::imshow("salt&paper", image);
     cv::waitKey(0);
     return 0;
}

cv::Mat salt(cv::Mat image, int present)
{
     int row, col, j = 0;
     srand(time(NULL));
         
     for (int i = 0; i < present; i++)
     {
          row = rand() % image.rows;
          col = rand() % image.cols;
          image.at<unsigned char>(row, col) = 255;
     }
     return image;
}

1. 为什么图像的行和列比使用image.rows 和image.cols 之类的函数计算的要多（我在调试模式和图像中将值赋予图像，其值超出了 image.rows 和 image.cols 范围)?

2. 为什么输出设置为无符号字符？为什么像素的值不能是整数？ （我以为image.at<unsigned char>, <unsigned char>里面是输出类型(int, char, float)）

3. 为什么这段代码不能访问所有像素？ （截图有加看输出）

Answer 1

imread 的第二个参数指定如何读取图像。默认值为IMREAD_COLOR是什么意思：

在彩色图像的情况下，解码后的图像将具有通道 以 B G R 顺序存储。 (from reference)

所以您的结果 mat 具有 256x256 分辨率，每个像素由 3 个值描述：存储 Blue、Green 和 红色空间颜色的组成部分。这些组件存储在uchar 类型上（范围为[0,255)）。

OpenCV 中的二维图像是逐行存储的。下面的公式可以用来计算M(row,col)元素的地址：

addr(M[row,col]) = data + step1 * row + step2 * col 

其中data 是存储图像数据的数组的第一个字节。你的 mat 有 3 个通道，图像的宽度是 256，所以 step1 等于 256 * 3（它是行中的列数乘以每个像素的通道数）并且 step2 是3.

现在，我们将at成员函数的源代码开源：

template<typename _Tp> inline
_Tp& Mat::at(int i0, int i1) {
    return ((_Tp*)(data + step.p[0] * i0))[i1];
}
// i0 means row, i1 means col

在您的代码中，您将_Tp 指定为uchar。现在只是指针算术规则，导致您只能访问 1/3 的输入图像。例如，当您调用<uchar>(0,1) 时，您正在访问(0,0) 像素的Green 组件。

要解决您的问题，您必须在模板参数列表中传递 Vec3b：

image.at<cv::Vec3b>(row, col) = cv::Vec3b(255,255,255);

（Vec3b 的每个组件都有uchar 类型）。