OpenCV仿射變換的示例代碼

更新時(shí)間：2022年08月05日 08:54:24 作者：我菜就愛學(xué)

本文主要介紹了OpenCV仿射變換的示例代碼，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

1、認(rèn)識(shí)仿射變換

仿射變換（Affine Map)又稱仿射映射，是指在幾何中，一個(gè)向量空間進(jìn)行一次線性變換并接上一個(gè)平移，變換為另一個(gè)向量空間的過(guò)程。保持二維圖形之間的相對(duì)位置保持不變，平行線依然是平行線，且直線上的點(diǎn)的位置順序不變。

一個(gè)任意的仿射變換都可以表示為乘以一個(gè)矩陣接著再加上一個(gè)向量的形式。三種常見的變換形式：

旋轉(zhuǎn)：ratation(線性變換)
平移：translation(向量加)
縮放：scale(線性變換)

通常使用2 x 3的矩陣來(lái)表示仿射變換：

2、仿射變換的求法

說(shuō)明：仿射變換表示的就是兩幅圖片之間的一種聯(lián)系，關(guān)于這種聯(lián)系的信息大致可以分為以下兩種場(chǎng)景：

已知X和T，而且已知它們是有聯(lián)系的，接下來(lái)的跟著就是求出矩陣M。
已知M和X，想要求得T。只要應(yīng)用算式T=M*X即可。

如上，點(diǎn)1、2、3（在Image 1中形成一個(gè)三角形）與Image 2中的三個(gè)點(diǎn)是一一映射的關(guān)系，且它們?nèi)匀恍纬扇切?，但形狀已?jīng)和之前的不一樣的，可以通過(guò)這樣的兩組三點(diǎn)求出仿射變換，然后把這種變換應(yīng)用到圖像中去。

3、進(jìn)行仿射變換：warpAffine()函數(shù)

warpAffine()函數(shù)的作用依據(jù)下面的公式對(duì)圖像做仿射變換：

void warpAffine(InputArray src,OutputArray dst,InputArray M,Size dsize,int flags=INTER_LINEAR,intborderMOde=BODER_CONSTANT,const Scalar& borderValue=Scalar())

第一個(gè)參數(shù)：輸入圖像
第二個(gè)參數(shù)：輸出圖像，函數(shù)調(diào)用后的運(yùn)算結(jié)果存在這里，需要和源圖片有一樣的尺寸和類型
第三個(gè)參數(shù)：2 x 3的變換矩陣，求得的仿射變換
第四個(gè)參數(shù)：表示輸出圖像的尺寸
第五個(gè)參數(shù)：插值方法的標(biāo)識(shí)符。默認(rèn)值是線性插值法（INTER_LINEAR）

$[外鏈圖片轉(zhuǎn)存失敗,源站可能有防盜鏈機(jī)制,建議將圖片保存下來(lái)直接上傳(img-oCWwUOWK-1659625193572)(F:\學(xué)習(xí)記錄\opencv\截圖\image-20220804143908462.jpg)]$

第六個(gè)參數(shù)：邊界像素模式
第七個(gè)參數(shù)：在恒定的邊界情況下取值，默認(rèn)值Scalar()，即0

4、計(jì)算二維旋轉(zhuǎn)變換矩陣：getRotationMatrix2D()函數(shù)

說(shuō)明：getRotationMatrix2D()函數(shù)用于計(jì)算二維旋轉(zhuǎn)變換矩陣。變換會(huì)將旋轉(zhuǎn)中心映射到它自身

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

第一個(gè)參數(shù)：表示源圖像的旋轉(zhuǎn)中心
第二個(gè)參數(shù)：旋轉(zhuǎn)角度。角度為正值表示向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（坐標(biāo)原點(diǎn)是左上角）
第三個(gè)參數(shù)：縮放系統(tǒng)

5、示例程序：

#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<iostream>
using namespace std;
using namespace cv;
#define WINDOW_NAME1 "【原始圖窗口】"
#define WINDOW_NAME2 "【經(jīng)過(guò)Warp后的窗口】"
#define WINDOW_NAME3 "【經(jīng)過(guò)Warp和Rotate后的窗口】"
int main()
{
	system("color 2F");
	//參數(shù)準(zhǔn)備
	Point2f srcTriangle[3];
	Point2f dstTriangle[3];

	Mat rotMat(2, 3, CV_32FC1);
	Mat warpMat(2, 3, CV_32FC1);
	Mat srcImage, dstImage_warp, dstImage_warp_rotate;
	//加載源圖像
	srcImage = imread("E:\\Pec\\lan.jpg",1);
	//設(shè)置目標(biāo)圖像的大小和類型與源圖像一致
	dstImage_warp = Mat::zeros(srcImage.rows, srcImage.cols, srcImage.type());
	//設(shè)置源圖像和目標(biāo)圖像上的三組點(diǎn)以計(jì)算仿射變換
	//srcTriangle[0] = Point2f(0, 0); //Point2f表示Point類的兩個(gè)數(shù)據(jù)x,y為float類型；vector 表示存放四維int
	//srcTriangle[1] = Point2f(static_cast<float>(srcImage.cols - 1), 0);
	//srcTriangle[2] = Point2f(0, static_cast<float>(srcImage.rows - 1));
	//dstTriangle[0] = Point2f(static_cast<float>(srcImage.cols*0.0), static_cast<float>(srcImage.rows*0.33));
	//dstTriangle[1] = Point2f(static_cast<float>(srcImage.cols*0.65), static_cast<float>(srcImage.rows*0.35));
	//dstTriangle[2] = Point2f(static_cast<float>(srcImage.cols*0.15), static_cast<float>(srcImage.rows*0.6));
	//獲取變換矩陣，指定三個(gè)點(diǎn)
	srcTriangle[0] = Point2f(50, 50); 
	srcTriangle[1] = Point2f(200, 50);
	srcTriangle[2] = Point2f(50, 200);
	dstTriangle[0] = Point2f(100, 100);
	dstTriangle[1] = Point2f(200, 50);
	dstTriangle[2] = Point2f(100, 250);
	//求仿射變換,得到一個(gè)2x3的矩陣
	warpMat = getAffineTransform(srcTriangle, dstTriangle);
	//對(duì)源圖像應(yīng)用剛剛的求得的仿射變換
	warpAffine(srcImage, dstImage_warp, warpMat, dstImage_warp.size());

	//對(duì)圖像進(jìn)行縮放后再旋轉(zhuǎn)
	//計(jì)算圖像中點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)50°縮放因子為0.6的旋轉(zhuǎn)矩陣
	Point center = Point(dstImage_warp.cols / 2, dstImage_warp.rows / 2);
	double angle = -30.0;
	double scale = 0.8;
	//通過(guò)上面的旋轉(zhuǎn)細(xì)節(jié)信息求出旋轉(zhuǎn)矩陣
	rotMat = getRotationMatrix2D(center, angle, scale);
	//旋轉(zhuǎn)已經(jīng)縮放后的圖像
	warpAffine(dstImage_warp, dstImage_warp_rotate, rotMat, dstImage_warp.size());
	imshow(WINDOW_NAME1, srcImage);
	imshow(WINDOW_NAME2, dstImage_warp);
	imshow(WINDOW_NAME3, dstImage_warp_rotate);
	waitKey(0);
	return 0;

}