几何变换 —— opencv 学习记录 （九）

文章目录

简介

图像的几何变换不改变图像的像素值，而是改变像素所在的几何位置，从变换的性质来分，图像的几何变换有图像的位置变换（平移，镜像，旋转）、图像的形状变换（放大，缩小，错切）等基本变换，以及图像的复合变换等，

一、图像平移

图像平移是将一幅图像中所有的点都按照指定的平移量在水平，垂直方向移动，平移后的图像与原图像相同，平移后的图像上的每一个点都可以在原图像中找到对应的点。图像是由像素组成，假设原来的像素坐标为（x0，y0），经过平移量（△x，△y）坐标变为（x1，y1）
用数学可以表示：x1=x0+△x，y1=y0+△xy
平移变换分为两种，一种是图像大小改变，这样最后的原图像会有一部分不在图像中，另一种是图像大小改变，这样可以保全原图像的内容

1.图像平移代码 （不改变图像大小）

#include<iostream>
#include<opencv.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
    Mat img1;
    img1 = imread("猫1.jpg");
    imshow("原图", img1);
    int r = img1.rows;
    int c = img1.cols;
    int x0 = 100;
    int y0 = 100;

    Mat img2(img1.size(), img1.type());
    for (int i = 0; i < r; i++)
    {
        for (int j = 0; j < c; j++)
        {
            int x = j - x0;
            int y = i - y0;

            if (x >= 0 && y >= 0 && x < c&&y < r)
            {
                img2.at<Vec3b>(i, j) = img1.ptr<Vec3b>(y)[x];
            }
        }
    }

    imshow("不改变图像大小", img2);
    waitKey(0);
}

效果如下：

2.图像平移代码 （改变图像大小）

代码如下（示例）：

int main()
{
    Mat img1;
    img1 = imread("猫1.jpg");
    imshow("原图", img1);

    int x0 = 100;
    int y0 = 100;

    int r = img1.rows + y0;
    int c = img1.cols + x0;

    Mat img2(r,c, img1.type());
    for (int i = 0; i < r; i++)
    {
        for (int j = 0; j < c; j++)
        {
            int x = j - x0;
            int y = i - y0;

            if (x >= 0 && y >= 0 && x < c&&y < r)
            {
                img2.at<Vec3b>(i, j) = img1.ptr<Vec3b>(y)[x];
            }
        }
    }

    imshow("改变图像大小", img2);
    waitKey(0);
}

效果如下：

二、图像旋转

图像旋转是数字图像处理的一个非常重要的环节，是图像的几何变换的手法之一。一般图像的旋转是图像的位置变换，但旋转后，图像的大小一般会改变。在图像旋转变换中，既可以把转出显示区域的图像截去，也可以扩大图像范围以显示所用的图像。

1.图像旋转函数

opencv提供的getRotationMatrix2D函数来实现图像旋转，用来计算出旋转矩阵。

Mat getRotationMatrix2D(Point2f center, double angle, double scale)

        center 旋转中心点
        angle  旋转的角度
        scale 图像缩放因子

2.仿射变换函数

计算出旋转矩阵后，还需要把旋转应用到仿射变换的输出，仿射变换函数是warpAffine

void warpAffine(InputArray src, OutputArray dst,
        InputArray M, Size dsize,
        int flags = INTER_LINEAR,
        int borderMode = BORDER_CONSTANT,
        const Scalar& borderValue = Scalar());
    src 输入
    dst 输出
    M 变换矩阵
    Size 尺寸
    flags 插值算法标识符
    borderMode 边界像素模式
    borderValue 边界取值

3.代码

int main()
{
    Mat img1;

    img1 = imread("猫1.jpg");

    imshow("原图", img1);

    Point center(img1.cols / 2, img1.rows / 2);

    Mat m = getRotationMatrix2D(center, 30, 0.5);

    Mat img2;

    warpAffine(img1, img2, m, img1.size());

    imshow("旋转", img2);

    waitKey(0);

}

效果如下：

三、图像缩放

图像比例缩放是值将给定的图像在x轴方向按比例缩放fx倍，在y轴方向按比例缩放fy倍

1.图像缩放函数

void resize(InputArray src, OutputArray dst,
        Size dsize, double fx = 0, double fy = 0,
        int interpolation = INTER_LINEAR);
    src 输入
    dst 输出
    dsize 尺寸
    fx 在x轴缩放比例
    fy 在y轴缩放比例
    interpolation 插值方式

2.图像缩小代码

int main()
{
    Mat img1;

    img1 = imread("猫1.jpg");

    imshow("原图", img1);

    Mat img2;

    resize(img1, img2, Size(img1.cols / 2, img1.rows / 2));

    imshow("缩小", img2);

    waitKey(0);
}

效果如下：

3.图像放大代码

int main()
{
    Mat img1;

    img1 = imread("猫1.jpg");

    imshow("原图", img1);

    Mat img2;

    resize(img1, img2, Size(img1.cols * 2, img1.rows * 2));

    imshow("放大", img2);

    waitKey(0);
}

效果如下：

总结

本文简单介绍了图像平移，旋转，缩放，这是最基本的调用函数解决，其中还有运用数学公式解决，这里没有介绍，有兴趣的可以去了解了解。