PhotoShop算法实现--图像旋转（十九）

PhotoShop算法实现--图像旋转（十九）

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         图像旋转是图像处理中的一种基本技术，在图像校正或定位中有广泛的应用。图像旋转就是将图像绕一个顶点旋转一定的角度。如图所示：

点(x0,y0)经过旋转theta角度后坐标编程(x1,y)，则有：

        上述的推导的旋转公司是以坐标轴原点进行的，如果是绕某一指定的点(a,b)旋转，则先要将坐标系平移到该点，然后再进行旋转，然后平移新的坐标到原点。

        坐标系的转换过程的推导较为复杂，有兴趣的读者可以参考（Viusal C++数字图像处理-何斌），下面给出结论（其中(a,b)是未旋转的中心坐标, (c,d)是旋转后的中心坐标）：

       

则新图像的宽度和高度为：

          实现代码：

	 unsigned char getPixel(Mat& img, int row, int col, int ch)
	{
		return ((unsigned char*)img.data + img.step*row)[col*img.channels()+ch];
	}

    void setPixel(Mat& img, int row, int col, int ch,uchar val)
	{
		((unsigned char*)img.data + img.step*row)[col*img.channels()+ch] = val;
	}

          旋转后图像的宽度和高度求法采用程序所示（旋转区域越过原图区域的进行扩大）： 

void PhotoShop::Rotate(Mat& img, Mat& dst, float angle)
{
	int width = img.cols;
	int height = img.rows;
	int chns = img.channels();

	// 计算余弦和正弦
	float fcos = cos(angle/180.0*PI);
	float fsin = sin(angle/180.0*PI);

	// 求新图的四个顶点
	
	int x1 = -(width-1)/2*fcos + (height-1)/2*fsin ;
	int y1 = (width-1)/2*fsin + (height-1)/2*fcos;

	int x2 = (width-1)/2*fcos + (height-1)/2*fsin;
	int y2 = -(width-1)/2*fsin + (height-1)/2*fcos;

	int x3 = (width-1)/2*fcos - (height-1)/2*fsin;
	int y3 = -(width-1)/2*fsin - (height-1)/2*fcos;

	int x4 = -(width-1)/2*fcos - (height-1)/2*fsin;
	int y4 =  (width-1)/2*fsin - (height-1)/2*fcos;
	

	// 新图的宽和高
	int newWidth = max(abs(x3-x1), abs(x4-x2)); // 这里对于转出去的区域用白色填充
	int newHeight = max(abs(y3-y1),abs(y4-y2));


	// f1 = -c*cos(theta) - d*sin(theta)+a
	// f2 = c*sin(theta) - d*cos(theta)+b

	float f1 = -(newWidth-1)/2*fcos-(newHeight-1)/2*fsin + (width-1)/2;
	float f2 = (newWidth-1)/2*fsin - (newHeight-1)/2*fcos + (height-1)/2;

	// x0 = x1*cos(theta) + y1*sin(theta)+f1
	// y0 = -x1*sin(theta)+ y1*cos(theta)+f2
	dst.create(newHeight, newWidth, img.type());

	int i, j, i0, j0, k;

	for ( i=0; i<newHeight; i++)
	{		
		for ( j=0; j<newWidth; j++)
		{
			i0 = -j*fsin + i*fcos + f2;
			j0 = j*fcos + i*fsin + f1;
		
			if ( i0>=0 && i0<height && j0>=0 && j0<width )
			{
				for ( k=0; k<chns; k++)
				{
					setPixel(dst, i,j, k, getPixel(img, i0, j0, k));
				}
			}
			else
			{
				for ( k=0; k<chns; k++)
				{
					setPixel(dst, i,j, k, 255);
				}
			}		
		} // for j
	} // for i
}

          实现效果：

作者：kezunhai 出处：http://blog.csdn.net/kezunhai 欢迎转载或分享，但请务必声明文章出处。