摘要：opencv里面似乎没有直接的旋转图片的接口，这里实现一个旋转任意角度的方法，在旋转的时候调用opencv里面的仿射变换函数实现。有两种旋转模式：一种按图片中心旋转，尺寸与原图一致；另外一种模式是扩充图片尺寸以包含所有像素点。
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1. 示例：
aa.gif
2. 原理
旋转平移的坐标变换
设有任意一点，则根据坐标系转换公式有
在这里. 假设对点对应的极径得到，则点的坐标为
再在直角坐标系中按向量平移到，则的坐标为
转为矩阵形式为
也就是说只要知道仿射变换矩阵，那么每一个像素点(x,y)都可以用上面的公式直接计算了。
3. 两种方式
- 方式一
从仿射变换矩阵看，参数有3个：，如果有把它们都看成未知数，那么只要有三个独立的方程就可以解出仿射变换矩阵,对应实际的情况就是不共线的三个点。而opencv中提供了一个函数cv::getAffineTransform，只需要输入三个对应点对就可以得到仿射变换矩阵，然后用cv::warpAffine进行变换。这种方式主要是因为矩形的角点很容易计算，只需要计算三个点就可以得到变换矩阵。 - 方式二
直接构造仿射变换矩阵，角度已知，只需要求平移量，而平移量就是“最负”的点的坐标值，因为负数坐标的地方不显示，加上一点偏移使得所有坐标为负的点都变为正的。
4. 源码
#include
#include
#include "opencv.hpp"
int rotateImage(const cv::Mat &src, cv::Mat &dst, const double angle, const int mode)
{
//mode = 0 ,Keep the original image size unchanged
//mode = 1, Change the original image size to fit the rotated scale, padding with zero
if (src.empty())
{
std::cout << "Damn, the input image is empty!\n";
return -1;
}
if (mode == 0)
{
cv::Point2f center((src.cols - 1) / 2.0, (src.rows - 1) / 2.0);
cv::Mat rot = cv::getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0);
cv::warpAffine(src, dst, rot, src.size());//the original size
}
else {
double alpha = -angle * CV_PI / 180.0;//convert angle to radian format
cv::Point2f srcP[3];
cv::Point2f dstP[3];
srcP[0] = cv::Point2f(0, src.rows);
srcP[1] = cv::Point2f(src.cols, 0);
srcP[2] = cv::Point2f(src.cols, src.rows);
//rotate the pixels
for (int i=0;i<3;i++)
dstP[i] = cv::Point2f(srcP[i].x*cos(alpha) - srcP[i].y*sin(alpha), srcP[i].y*cos(alpha) + srcP[i].x*sin(alpha));
double minx, miny, maxx, maxy;
minx = std::min(std::min(std::min(dstP[0].x, dstP[1].x), dstP[2].x),float(0.0));
miny = std::min(std::min(std::min(dstP[0].y, dstP[1].y), dstP[2].y),float(0.0));
maxx = std::max(std::max(std::max(dstP[0].x, dstP[1].x), dstP[2].x),float(0.0));
maxy = std::max(std::max(std::max(dstP[0].y, dstP[1].y), dstP[2].y),float(0.0));
int w = maxx - minx;
int h = maxy - miny;
//translation
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
if (minx < 0)
dstP[i].x -= minx;
if (miny < 0)
dstP[i].y -= miny;
}
cv::Mat warpMat = cv::getAffineTransform(srcP, dstP);
cv::warpAffine(src, dst, warpMat, cv::Size(w, h));//extend size
}//end else
return 0;
}
int rotateImage2(const cv::Mat &src, cv::Mat &dst, const double angle, const int mode)
{
//mode = 0 ,Keep the original image size unchanged
//mode = 1, Change the original image size to fit the rotated scale, padding with zero
if (src.empty())
{
std::cout << "Damn, the input image is empty!\n";
return -1;
}
if (mode == 0)
{
cv::Point2f center((src.cols - 1) / 2.0, (src.rows - 1) / 2.0);
cv::Mat rot = cv::getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0);
cv::warpAffine(src, dst, rot, src.size());//the original size
}
else {
double alpha = -angle * CV_PI / 180.0;//convert angle to radian format
cv::Point2f srcP[3];
cv::Point2f dstP[3];
srcP[0] = cv::Point2f(0, src.rows);
srcP[1] = cv::Point2f(src.cols, 0);
srcP[2] = cv::Point2f(src.cols, src.rows);
//rotate the pixels
for (int i = 0; i < 3; i++)
dstP[i] = cv::Point2f(srcP[i].x*cos(alpha) - srcP[i].y*sin(alpha), srcP[i].y*cos(alpha) + srcP[i].x*sin(alpha));
double minx, miny, maxx, maxy;
minx = std::min(std::min(std::min(dstP[0].x, dstP[1].x), dstP[2].x), float(0.0));
miny = std::min(std::min(std::min(dstP[0].y, dstP[1].y), dstP[2].y), float(0.0));
maxx = std::max(std::max(std::max(dstP[0].x, dstP[1].x), dstP[2].x), float(0.0));
maxy = std::max(std::max(std::max(dstP[0].y, dstP[1].y), dstP[2].y), float(0.0));
int w = maxx - minx;
int h = maxy - miny;
cv::Mat warpMat =cv::Mat::zeros(cv::Size(3,2),CV_64F);//rows=2,cols=3
std::cout << warpMat.type() << std::endl;
std::cout << warpMat.size()<(0, 0) = cos(alpha);
warpMat.at(0, 1) = 0- sin(alpha);
warpMat.at(1, 0) = sin(alpha);
warpMat.at(1, 1) = cos(alpha);
warpMat.at(0, 2) =0- minx;
warpMat.at(1, 2) =0-miny;
//std::cout << warpMat;
cv::warpAffine(src, dst, warpMat, cv::Size(w, h));//extend size
}//end else
return 0;
}
int main()
{
std::cout << "Hello World!\n";
std::string filePath = "K:\\imageData\\lena\\images.png";
cv::Mat src = cv::imread(filePath);
cv::Mat dst1,dst2;
for (double i = -360; i <= 360; i++)
{
int flg1 = rotateImage(src, dst1, i, 0);
int flg2 = rotateImage(src, dst2, i, 1);
if (flg1 == -1 || flg2 == -1) continue;
cv::imshow("src", src);
cv::imshow("dst1", dst1);
cv::imshow("dst2", dst2);
cv::waitKey(5);
}
cv::waitKey(0);
cv::destroyAllWindows();
}