OpenCV学习笔记（1）：仿射getAffineTransform和warpAffine

由于工作原因，最近开始研究图像处理相关技术，开始接触OpenCV，主要是为了重构PACS系统中的平移、缩放和旋转三个图像操作的接口函数。opencv作为目前计算机视觉领域的热门开源库，有着稳定且功能强大的优点。下面是刚接触时的一些研究，主要是学习仿射，及一些相关的函数接口的使用，这里整理一下，方便以后查看，若有错误的地方还请谅解，随意评论纠正！

看到很多代码示例都有cv::Mat的字眼，cv是opencv中的一个头文件，我们先简单介绍一下Mat这个类

cv::Mat: 用于分配内存创建对象
采用类的特性，将内存管理和数据信息封装在类的内部，学过c++11的小伙伴应该就很熟悉，这个描述与智能指针很像
主要组成：矩阵头和矩阵数据
拷贝赋值：采用浅拷贝的方式，只复制矩阵头信息，引用矩阵数据
 优点：

1. 不需要手动申请一块内存；
2. 在不需要时不用再手动释放内存；
3. 可以通过类的封装，方便的获取到数据的相关信息。

看完它所具有的优点，让人联想到C++11的共享指针，而Mat也是采取引用计数的方法，当引用计数变为0时释放内存。

接下来接下一些接口函数：

Mat imread(const string &filename, int flag = 1)

功能：读取图像

filename：图片路径名

flag：载入标识，指定加载图像的颜色类型，默认值为1，表示三通道的彩色图像

     -1：表示按解码得到的方式读入图像

      0：表示按单通道方式读入图像，即灰白图像

void imshow(const string &winname, InputArray mat)

功能：显示图像

winname：显示的窗口标题，若无namedWinodw创建窗口则自动创建

mat：需要显示的图像

void nameWindow(const string& winname, int flags = WINDOW_AUTOSIZE)

功能：新建一个显示窗口

Winname：新建的窗口名称

flags ：窗口标识

1. WINDOW_ANTOSIZE： 窗口自动适用图片大小，且不可手动更改大小
2. WINDOW_NORMAL   ： 可手动修改大小
3. WINDOW_OPENGL   ： 窗口创建时支持OpenGL

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

功能：获取图像绕着某一点的旋转矩阵

center：旋转的中心

angle：旋转的角度

scale：图像的缩放因子

static cv::MatExpr cv::Mat::zeros(int rows, int cols, int type)

功能：设置图像大小类型

rows：行数

cols：列数

type：类型

Mat getAffineTransform( const Point2f* src, const Point2f* dst )

功能：获得根据三点计算的仿射变换矩阵

src：输入图像的三点坐标

dst：输出图像的三点坐标

void warpAffine(InputArray src, OutputArray dst, InputArray M, Size dSize,

 int flags = INTER_LINEAR, int borderMode = BORDER_CONSTANT, 

 const Scalar &borderValue = Scalar())

功能：仿射变换

src：输入图像

dst：输出图像

M：仿射变换矩阵

dSize：输出图像的尺寸

flags ：插值算法标识符，默认为INTER_LINEAR

1.  INTER_NEAREST          ： 最邻近插值算法
2.  INTER_LINEAR              ： 线性插值算法
3.  INTER_CUBIC                ： 双立法插值算法
4.  INTER_AREA                  ： 区域插值算法
5.  INTER_LANCZOS4         ： Lanczos插值（超过8x8邻域的插值）
6.  INTER_MAX ： 用于插值的掩模板
7.  WARP_FILL_OUTLIERS ： 标志位，用于填充目标图像像素值，如果其中的    一些值对应于原图像的异常值，则这                                                 些值复位
8.  WARP_INVERSE_MAP   ：标志位，反变换

borderMode ：边界像素模式，默认为BORDER_CONSTANT

1.  BORDER_DEFAULT     ： 块复制
2.  BORDER_CONSTANT ： 补零
3.  BORDER_REPLICATE ： 边界复制
4.  BORDER_WRAP          ： 镜像

borderValue ：边界取值，默认为Scalar()，即0

下面来份代码示例（转载自https://www.cnblogs.com/wyuzl/p/7865536.html，里面有详细的代码说明）：

#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include 
#include 

using namespace cv;
using namespace std;

/// 全局变量
char* source_window = "Source image";
char* warp_window = "Warp";
char* warp_rotate_window = "Warp + Rotate";

/** @function main */
int main(int argc, char** argv)
{
	Point2f srcTri[3];
	Point2f dstTri[3];

	Mat rot_mat(2, 3, CV_32FC1);
	Mat warp_mat(2, 3, CV_32FC1);
	Mat src, warp_dst, warp_rotate_dst;

	/// 加载源图像
	src = imread(argv[1], 1);

	/// 设置目标图像的大小和类型与源图像一致
	warp_dst = Mat::zeros(src.rows, src.cols, src.type());

	/// 设置源图像和目标图像上的三组点以计算仿射变换
	srcTri[0] = Point2f(0, 0);
	srcTri[1] = Point2f(src.cols - 1, 0);
	srcTri[2] = Point2f(0, src.rows - 1);

	dstTri[0] = Point2f(src.cols*0.0, src.rows*0.33);
	dstTri[1] = Point2f(src.cols*0.85, src.rows*0.25);
	dstTri[2] = Point2f(src.cols*0.15, src.rows*0.7);

	/// 求得仿射变换
	warp_mat = getAffineTransform(srcTri, dstTri);

	/// 对源图像应用上面求得的仿射变换
	warpAffine(src, warp_dst, warp_mat, warp_dst.size());

	/** 对图像扭曲后再旋转 */

	/// 计算绕图像中点顺时针旋转50度缩放因子为0.6的旋转矩阵
	Point center = Point(warp_dst.cols / 2, warp_dst.rows / 2);
	double angle = -50.0;
	double scale = 0.6;

	/// 通过上面的旋转细节信息求得旋转矩阵
	rot_mat = getRotationMatrix2D(center, angle, scale);

	/// 旋转已扭曲图像
	warpAffine(warp_dst, warp_rotate_dst, rot_mat, warp_dst.size());

	/// 显示结果
	namedWindow(source_window, CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow(source_window, src);

	namedWindow(warp_window, CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow(warp_window, warp_dst);

	namedWindow(warp_rotate_window, CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow(warp_rotate_window, warp_rotate_dst);

	/// 等待用户按任意按键退出程序
	waitKey(0);

	return 0;
}