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第六章 - 图像变换 - 图像拉伸、收缩、扭曲、旋转[1] - 仿射变换(cvWarpAffine)
拉伸、收缩、扭曲、旋转是图像的几何变换,在三维视觉技术中大量应用到这些变换,又分为仿射变换和透视变换。仿射变换通常用单应性建模,利用cvWarpAffine解决密集映射,用cvTransform解决稀疏映射。仿射变换可以将矩形转换成平行四边形,它可以将矩形的边压扁但必须保持边是平行的,也可以将矩形旋转或者按比例变化。透视变换提供了更大的灵活性,一个透视变换可以将矩阵转变成梯形。当然,平行四边形也是梯形,所以仿射变换是透视变换的子集。
本小节实现图像的仿射变换。
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以下是本例程用到的方法:
CloneImage
制作图像的完整拷贝
IplImage* cvCloneImage( const IplImage* image );
image
原图像.
函数 cvCloneImage 制作图像的完整拷贝包括头、ROI和数据
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GetAffineTransform
由三对点计算仿射变换
CvMat* cvGetAffineTransform( const CvPoint2D32f* src,const CvPoint2D32f* dst, CvMat* map_matrix );
src
输入图像的三角形顶点坐标。
dst
输出图像的相应的三角形顶点坐标。
map_matrix
指向2×3输出矩阵的指针。
函数cvGetAffineTransform计算满足以下关系的仿射变换矩阵:
这里,dst(i)= (x‘i,y‘i),src(i)= (xi,yi),i = 0..2.
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WarpAffine
对图像做仿射变换
void cvWarpAffine( const CvArr* src, CvArr* dst, constCvMat* map_matrix,
int flags=CV_INTER_LINEAR+CV_WARP_FILL_OUTLIERS,
CvScalar fillval=cvScalarAll(0) );
src
输入图像.
dst
输出图像.
map_matrix
2×3 变换矩阵
flags
插值方法和以下开关选项的组合:
· CV_WARP_FILL_OUTLIERS - 填充所有输出图像的象素。如果部分象素落在输入图像的边界外,那么它们的值设定为 fillval.
· CV_WARP_INVERSE_MAP - 指定 map_matrix是输出图像到输入图像的反变换,因此可以直接用来做象素插值。否则, 函数从 map_matrix 得到反变换。
fillval
用来填充边界外面的值
函数 cvWarpAffine 利用下面指定的矩阵变换输入图像:
- 如果没有指定 CV_WARP_INVERSE_MAP ,
- 否则,
函数与 cvGetQuadrangleSubPix 类似,但是不完全相同。cvWarpAffine 要求输入和输出图像具有同样的数据类型,有更大的资源开销(因此对小图像不太合适)而且输出图像的部分可以保留不变。而 cvGetQuadrangleSubPix 可以精确地从8位图像中提取四边形到浮点数缓存区中,具有比较小的系统开销,而且总是全部改变输出图像的内容。要变换稀疏矩阵,使用 cxcore 中的函数 cvTransform 。
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2DRotationMatrix |
2DRotationMatrix |
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/*code*/
- #include <highgui.h>
- #include <cv.h>
- int main(int argc, char** argv)
- {
- CvPoint2D32f srcTri[3], dstTri[3]; //二维坐标下的点,类型为浮点
- CvMat* rot_mat = cvCreateMat( 2, 3, CV_32FC1 ); //多通道矩阵
- CvMat* warp_mat = cvCreateMat( 2, 3, CV_32FC1 );
- IplImage *src, *dst;
- if( argc == 2 && ( ( src = cvLoadImage( argv[1], 1 ) ) != 0 ) )
- {
- dst = cvCloneImage( src ); //制作图像的完整拷贝
- dst ->origin = src ->origin;
- /*
- int origin; /* 0 - 顶—左结构,
- 1 - 底—左结构 (Windows bitmaps 风格)
- */
- cvZero( dst ); //清空数组
- //计算矩阵仿射变换
- srcTri[0].x = 0;
- srcTri[0].y = 0;
- srcTri[1].x = src -> width - 1; //缩小一个像素
- srcTri[1].y = 0;
- srcTri[2].x = 0;
- srcTri[2].y = src -> height - 1;
- //改变目标图像大小
- dstTri[0].x = src -> width * 0.0;
- dstTri[0].y = src -> height * 0.33;
- dstTri[1].x = src -> width * 0.85;
- dstTri[1].y = src -> height * 0.25;
- dstTri[2].x = src -> width * 0.15;
- dstTri[2].y = src -> height * 0.7;
- cvGetAffineTransform( srcTri, dstTri, warp_mat ); //由三对点计算仿射变换
- cvWarpAffine( src, dst, warp_mat ); //对图像做仿射变换
- cvCopy( dst, src ); //将dst拷贝给src
- //计算旋转仿射变换
- CvPoint2D32f center = cvPoint2D32f( src -> width / 2, src -> height / 2 );
- double angle = -50.0; //旋转角度,负值表示顺时针
- double scale = 0.6; //各项同性的尺度因子
- cv2DRotationMatrix( center, angle, scale, rot_mat );
- cvWarpAffine( src, dst, rot_mat ); //将src仿射变换存入dst
- //输出
- cvNamedWindow( "Affine_Transform", 1 );
- cvShowImage( "Affine_Transform", dst ); //最终是输出dst
- cvWaitKey();
- }
- cvReleaseImage( &dst );
- cvReleaseMat( &rot_mat );
- cvReleaseMat( &warp_mat );
- return 0;
- }