OpenCVのcoreライブラリMatについて

OpenCV を使い始めたばかりのころ、Mat クラスの挙動に戸惑いました。 特に「コピー」の概念が独特で、ハマりやすいポイントが多いです。 このメモが同じ轍を踏む人の助けになれば幸いです。

Mat の基本

Mat は OpenCV の基本データ構造で、画像や行列を表します。

// 空のMatを作成
cv::Mat img;

// 画像ファイルを読み込む
cv::Mat img = cv::imread("photo.jpg");

// 空のMatを特定のサイズで作成
cv::Mat blank = cv::Mat::zeros(480, 640, CV_8UC3);  // 640x480の黒画像

シャローコピーとディープコピー

Mat の最大の罠がここです。

cv::Mat a = cv::imread("photo.jpg");
cv::Mat b = a;  // シャローコピー！同じデータを参照

b.at<cv::Vec3b>(0, 0) = {255, 0, 0};  // a も変わってしまう！

// ディープコピーするには clone() を使う
cv::Mat c = a.clone();  // または a.copyTo(c);

= での代入は参照カウントによるシャローコピーになります。 独立したコピーが必要な場合は必ず clone() を使いましょう。

よくある型と意味

型	意味
CV_8UC1	8bit符号なし整数、1チャンネル（グレースケール）
CV_8UC3	8bit符号なし整数、3チャンネル（BGR）
CV_32FC1	32bit浮動小数点、1チャンネル

ROI（Region of Interest）

画像の一部を切り出す際も参照になる点に注意：

cv::Mat img = cv::imread("photo.jpg");
cv::Rect roi(100, 100, 200, 200);
cv::Mat region = img(roi);  // これも参照！
cv::Mat region_copy = img(roi).clone();  // ディープコピー

まとめ

• Mat の代入は参照コピー → 独立したコピーは clone()
• ROI 抽出も参照 → 独立させるなら clone()
• 型の違いに注意（整数型と浮動小数点型で演算結果が変わる）

最初は戸惑いますが、慣れると非常に効率的な構造です。