【OpenCV4】（c++）图像旋转平移操作，仿射变换 cv::warpAffine() 详解

函数原型：

void cv::warpAffine	(	InputArray 	src,
						OutputArray 	dst,
						InputArray 	M,
						Size 	dsize,
						int 	flags = INTER_LINEAR,
						int 	borderMode = BORDER_CONSTANT,
						const Scalar & 	borderValue = Scalar() 
						)		

解析：

• src：输入图像
• dst：输出图像
• M：旋转矩阵
• dsize：输出图像的尺寸
• flags：插值方法，默认为线性插值（这里可以添加 WARP_INVERSE_MAP 使得转换变为从 dst 转到 src）
• borderMode：像素外推法（默认为 BORDER_CONSTANT）
• borderValue ：当时像素外推法设定为 BORDER_CONSTANT 时候，此处可以设定具体的 border 值，默认为 0

测试代码：

• 输入图像：

cv::Mat src = cv::imread("lena.jpg", 0);
cv::Mat dst;

• 平移：

    cv::Mat warp_matrix = (cv::Mat_<float>(2, 3) <<
        cos(0), -sin(0), 200,
        sin(0), cos(0), 0);

    cv::warpAffine(src, dst, warp_matrix, cv::Size(src.cols, src.rows), cv::INTER_LINEAR);

    cv::imshow("Shift along X-axis", dst);
    cv::waitKey(0);

    warp_matrix = (cv::Mat_<float>(2, 3) <<
        cos(0), -sin(0), 0,
        sin(0), cos(0), 200);

    cv::warpAffine(src, dst, warp_matrix, cv::Size(src.cols, src.rows), cv::INTER_LINEAR );

    cv::imshow("Shift along Y-axis", dst);
    cv::waitKey(0);

• 旋转：

    double alpha_45 = PI / 4; // 顺时针旋转 45°
    double alpha_90 = PI / 2; // 顺时针旋转 90°

    warp_matrix = (cv::Mat_<float>(2, 3) <<
        cos(alpha_45), -sin(alpha_45), 0,
        sin(alpha_45), cos(alpha_45), 0);

    cv::warpAffine(src, dst, warp_matrix, cv::Size(src.cols, src.rows), cv::INTER_LINEAR);

    cv::imshow("Clockwise-45", dst);
    cv::waitKey(0);

    warp_matrix = (cv::Mat_<float>(2, 3) <<
        cos(alpha_90), -sin(alpha_90), 0,
        sin(alpha_90), cos(alpha_90), 0);

    cv::warpAffine(src, dst, warp_matrix, cv::Size(src.cols, src.rows), cv::INTER_LINEAR);

    cv::imshow("Clockwise-90", dst);
    cv::waitKey(0);

这里可以看到是围绕左上角的点进行的旋转

所以旋转 90° 的时候，就看不到图像了

• 平移 + 旋转：

    warp_matrix = (cv::Mat_<float>(2, 3) <<
        cos(alpha_90), -sin(alpha_90), 200,
        sin(alpha_90), cos(alpha_90), 0);

    cv::warpAffine(src, dst, warp_matrix, cv::Size(src.cols, src.rows), cv::INTER_LINEAR);

    cv::imshow("Clockwise-90 and shift", dst);
    cv::waitKey(0);

这里先顺时针旋转了 90°，然后再向 X 轴的正向平移 200 个像素

• 指定旋转中心点和角度：

    cv::Point2f center(src.rows / 2., src.cols / 2.);
    double angle = 45.0; // 这里正数代表逆时针旋转
    warp_matrix = cv::getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0);
    cv::warpAffine(src, dst, warp_matrix, cv::Size(src.cols, src.rows), cv::INTER_LINEAR);

    cv::imshow("Counter-clockwise-45 around center", dst);
    cv::waitKey(0);