OpenCV2.4.10之samples_cpp_tutorial-code_learn-----ImgTrans(仿射变换)

本系列学习笔记参考自OpenCV2.4.10之opencv\sources\samples\cpp\tutorial_code和http://www.opencv.org.cn/opencvdoc/2.3.2/html/genindex.html

本博文将继续学习opencv-tutorial-code中的ImgTrans，这里讲主要介绍仿射变换。仿射变换是直角坐标系的一种，描述的是一幅图到另外一幅图的变换关系。它代表的是一幅图乘以一个向量再加上一个向量的变换。仿射变换保持平直性和平行性，其中平直性是指变换前的直线变换后仍然是直线，平行性是指变换前平行的线在变换后仍然平行。

我们可以这样描述这种放射变换关系。假设仿射变换前的坐标为(x,y)放射变换后的坐标为(x1,y1)

{  x1 = ax+by+k1, y1 = cx+dy+k2}

       用向量可以表示为:   x1               a     b                   x                  k1

                                               =                     x                     +          

                                     y1               c      d                 y                   k2

其中矩阵:代表线性变换，向量代表平移。

也可以用如下2x3的矩阵表示一个仿射变换:

| a b k1 |

| c d k2 |

放射变换公式表示为:

 x1               a     b     k1            x   

        =                                x     y         

y1               c      d     k2            1

仿射变换可以实现图像的平移，旋转，缩放，翻转等操作。

Geometric_Transforms_Demo.cpp

demo源码及注释如下:

#include "stdafx.h"    //预编译头文件    

/**
 @几何变换的简单演示代码
 */

#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include <iostream>
#include <stdio.h>

using namespace cv;
using namespace std;

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

/**
  主函数
 */
int main( int, 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;

  ///加载图片
  src = imread("D:\\opencv\\lena.png", 1 );

  /// 生成一个与src图像同样大小和类型的dst图像
  warp_dst = Mat::zeros( src.rows, src.cols, src.type() );

  /// 设置你的3个点来计算仿射变换
  srcTri[0] = Point2f( 0,0 );
  srcTri[1] = Point2f( src.cols - 1.f, 0 );
  srcTri[2] = Point2f( 0, src.rows - 1.f );

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

  /// 得到仿射变换
  warp_mat = getAffineTransform( srcTri, dstTri );

  /// 仿射变换
  warpAffine( src, warp_dst, warp_mat, warp_dst.size() );

  /** 旋转图像 */

  /// 计算图像的中心的旋转矩阵
  Point center = Point( warp_dst.cols/2, warp_dst.rows/2 );
  double angle = -50.0;
  double scale = 0.6;

  /// 获得旋转矩阵
  rot_mat = getRotationMatrix2D( center, angle, scale );

  ///选择图像
  warpAffine( warp_dst, warp_rotate_dst, rot_mat, warp_dst.size() );


  /// 显示图像
  namedWindow( source_window, WINDOW_AUTOSIZE );
  imshow( source_window, src );

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

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

  waitKey(0);

  return 0;
}

运行截图如下:

getAffineTransform的函数原型:C++: Mat getAffineTransform(const Point2f* src, const Point2f* dst)两个参数分别为源图像和目标图像上三个点的坐标，返回一个2x3的仿射矩阵。

warpAffine的函数原型为:C++: void warpAffine(InputArray src, OutputArray dst, InputArray M, Size dsize, int flags=INTER_LINEAR, int borderMode=BORDER_CONSTANT, const Scalar& borderValue=Scalar())参数src为源图像，dst为仿射变换后的图形，M为2x3的仿射变换。size为dst图像大小。其他几个参数都有默认值，暂时不予理会。

getRotationMatrix2D的函数原型为:C++: Mat getRotationMatrix2D(Point2f center, double angle, double scale)其中center为源图像旋转中心，angle为旋转角度，angle为负的时候逆时针旋转，scale为图像缩放大小。