Mat-成员变量的flags的含义

在Mat中flags的定义如下：

/*! includes several bit-fields:
- the magic signature
- continuity flag
- depth
- number of channels
*/
int flags;

从其描述可以看到，flags是一个int型变量，占4字节内存，共32位，我们把最高位称为第32位，最低位称为第1位，存储的内容可以用来表示当前Mat类对象的depth、channels、magic signature以及continuity等信息，那具体是如何通过flags来获取这些信息呢？下面一一来看。首先看到的是如何获取depth。depth在Mat的定义中有如下7种：

#define CV_8U   0
#define CV_8S   1
#define CV_16U  2
#define CV_16S  3
#define CV_32S  4
#define CV_32F  5
#define CV_64F  6

7种的话用二进制表示只用3个bit就可以表示了。在opencv中，depth不是一个成员变量，而获取depth的方法是通过以下函数：

inline int Mat::depth() const { return CV_MAT_DEPTH(flags); }

而其中CV_MAT_DEPTH(flags)是一个宏定义，其定义如下：

#define CV_MAT_DEPTH(flags)     ((flags) & CV_MAT_DEPTH_MASK)

而其中CV_MAT_DEPTH_MASK也是一个宏定义，其定义如下：

#define CV_MAT_DEPTH_MASK       (CV_DEPTH_MAX - 1)

而其中CV_DEPTH_MAX 还是一个宏定义，其定义如下：

#define CV_DEPTH_MAX  (1 << CV_CN_SHIFT)

而其中CV_CN_SHIFT依然是一个宏定义，其定义如下：

#define CV_CN_SHIFT   3

吖的终于到底了。。这下就比较明朗了，3是一个字面值常量，在C++中是将其视为一个int型。那么CV_DEPTH_MAX 就是1 << 3，1也是一个字面值常量，有四个字节的空间，1的二进制表示为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001，在左移3位之后，CV_DEPTH_MAX 的二进制表示为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000，接着可以知道CV_MAT_DEPTH_MASK的值为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111，最后可以知道获取depth即计算 (flags) & CV_MAT_DEPTH_MASK)的值，由于CV_MAT_DEPTH_MASK的最后三位为1，前面皆为0，所以最后flags与其相与的结果取等于前面29位都为0，后面三位是flags的最后三位，而这三位就可以表示Mat的7种depth了。因此得出结论:flags的第1位到第3位总共3bit表示depth。

然后再来看看如何flags是如何表示channels的信息的。和depth一样，channels也不是Mat的一个成员变量，获取channels的唯一方法是通过以下函数：

inline int Mat::channels() const { return CV_MAT_CN(flags); }

而CV_MAT_CN(flags)是一个宏定义，其定义如下：

#define CV_MAT_CN(flags)        ((((flags) & CV_MAT_CN_MASK) >> CV_CN_SHIFT) + 1)

而CV_MAT_CN_MASK和CV_CN_SHIFT都是宏定义，其各自的定义如下：

#define CV_MAT_CN_MASK          ((CV_CN_MAX - 1) << CV_CN_SHIFT)
#define CV_CN_SHIFT   3

而CV_CN_MAX 还是一个宏定义，其定义如下：

#define CV_CN_MAX     512

终于又到底了。。因为CV_CN_MAX是512，那么CV_MAT_CN_MASK是0000 0000 0000 0000 1111 1111 1000，那么channels就等于((((flags) & 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1000) >> CV_CN_SHIFT) + 1)，可以看到，最后的channels的 结果取决于flags的第4位到12位总共9bit表示channels，在Mat中channels的最大值为512，这个时候flags中的第4位到第12位为1111 1111 1。

depth和channels信息共同构成了type信息，获取type的函数及其相关的宏定义如下：

inline int Mat::type() const { return CV_MAT_TYPE(flags); }
#define CV_MAT_TYPE(flags)      ((flags) & CV_MAT_TYPE_MASK)
#define CV_MAT_TYPE_MASK        (CV_DEPTH_MAX*CV_CN_MAX - 1)
#define CV_DEPTH_MAX  (1 << CV_CN_SHIFT)
#define CV_CN_SHIFT   3
#define CV_CN_MAX     512

然后再来看看continuity这个信息，这个信息表示的是Mat的数组在内存中是否是连续存储的，它也不是以一个成员变量的形式表示，要想获取这个信息，必须通过以下函数：

bool isContinuous() const;

其定义如下：

inline bool Mat::isContinuous() const { return (flags & CONTINUOUS_FLAG) != 0; }

而CONTINUOUS_FLAG是一个宏定义，其定义以如下：

CONTINUOUS_FLAG=CV_MAT_CONT_FLAG

CV_MAT_CONT_FLAG也是一个宏定义，其定义如下：

#define CV_MAT_CONT_FLAG        (1 << CV_MAT_CONT_FLAG_SHIFT)

而CV_MAT_CONT_FLAG_SHIFT 也是一个宏定义，其定义如下：

#define CV_MAT_CONT_FLAG_SHIFT  14

然后开始反推回去，CV_MAT_CONT_FLAG等于0000 0000 0000 0000 0100 0000 0000 0000，所以CONTINUOUS_FLAG也等于0000 0000 0000 0000 0100 0000 0000 0000，最后isContinuous函数返回flags & 0000 0000 0000 0000 0100 0000 0000 0000) != 0，这是一个bool值，只有当flags的第15位是1时，返回true，如果flags的第15位是0时，返回false。因此得出结论：flags的第15位用来表示Mat在内存中的存储是否连续，且当其为1时表示连续存储，为0时表示不连续存储。

这个flags还可以用于表示当前的Mat是否是另一个Mat的submatrix。用以下函数可以知道当前的Mat是否是另一个Mat的submatrix，其定义如下：

inline bool Mat::isSubmatrix() const { return (flags & SUBMATRIX_FLAG) != 0; }

而SUBMATRIX_FLAG是一个宏定义，其定义如下：

SUBMATRIX_FLAG=CV_SUBMAT_FLAG

而CV_SUBMAT_FLAG也是一个宏定义，其定义如下：

#define CV_SUBMAT_FLAG          (1 << CV_SUBMAT_FLAG_SHIFT)

CV_SUBMAT_FLAG_SHIFT也是一个宏定义，其定义如下：

#define CV_SUBMAT_FLAG_SHIFT    15

现在开始反推回去，CV_SUBMAT_FLAG等于0000 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000，所以 SUBMATRIX_FLAG也等于0000 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000，所以isSubmatrix函数返回flags & SUBMATRIX_FLAG) != 0，这是一个bool值，只有当flags的第16位是1时，返回true，为0时返回false。所以得出结论：flags的第16位用来表示当前矩阵是否是另一个矩阵的submatrix，如果该位是1则表示是，是0则表示不是。

17到32位表示的是magic signature的信息，这个的用处我还没有看到，网上也有博客说是用来区分Mat的类型，如果Mat和SparseMat的，后面有看到它的用处再把这部分加上去吧。

小结：



从低位到高位：

1-3位代表depth即数据类型（如CV_8U），OpenCV的数据类型共7类，故只需3位即可全部表示。

4-12位代表通道数channels，因为opencv默认最大通道数为512，故只需要9位即可全部表示，可参照下面求通道数的部分。

1-12位共同代表type即通道数和数据类型（如CV_8UC3）

13-14位暂没发现用处，也许是留着后用，待发现了再补上。

15位代表Mat的内存是否连续，一般由creat创建的mat均是连续的，如果是连续，将加快对数据的访问。

16位代表该Mat是否为某一个Mat的submatrix，一般通过ROI以及row()、col()、rowRange()、colRange()等得到的mat均为submatrix。

17-32代表magic signature，暂理解为用来区分Mat的类型。

本博客部分内容来自http://blog.csdn.net/yiyuehuan/article/details/43701797