Примерно так:
// Create three single channel Mats
cv::Mat R(rows,cols,CV_8UC1,&r[0]);
cv::Mat G(rows,cols,CV_8UC1,&g[0]);
cv::Mat B(rows,cols,CV_8UC1,&b[0]);
Затем объединить в одно изображение:
// Now merge the 3 individual channels into 3-band bad boy
auto channels = std::vector<cv::Mat>{B, G, R};
cv::Mat ThreeBandBoy;
cv::merge(channels, ThreeBandBoy);