OpenCV（十一）：图像仿射变换

小灰灰 2024-03-24 23:51 86阅读 0赞

**目录**

1.图像仿射变换介绍

仿射变换：

仿射变换矩阵：

仿射变换公式：

2.仿射变换函数

仿射变换函数：warpAffine()

图像旋转：getRotationMatrix2D()

计算仿射变换矩阵：getAffineTransform()

3.demo

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#### 1.图像仿射变换介绍 ####

###### 仿射变换： ######

仿射变换是由平移、缩放、旋转、翻转和错切组合得到，也称为三点变换。

![201a80c1009b44b084c9d2d7c13a58a0.png][]

###### 仿射变换矩阵： ######

仿射变换可以通过一个2x3的仿射变换矩阵来表示，该矩阵包含了平移、缩放、旋转和剪切等变换的参数。仿射变换矩阵的一般形式如下：

> | A B Tx |
> 
> | C D Ty |

其中 (A, B) 和 (C, D) 控制了图像的旋转和缩放，(Tx, Ty) 控制了图像的平移。

###### 仿射变换公式： ######

对于一个点 P(x, y) 在原始坐标系中，经过仿射变换后得到的新坐标 P'(x', y') 可以通过以下公式计算：

> x' = A \* x + B \* y + Tx
> 
> y' = C \* x + D \* y + Ty

其中，

*  (x, y) 是原始坐标系中点的坐标。
 *  (x', y') 是仿射变换后点的新坐标。
 *  A、B、C 和 D 是控制旋转、缩放和剪切的矩阵元素。
 *  Tx 和 Ty 是平移的量。

这两个公式描述了仿射变换对坐标点的影响。通过适当地设置矩阵元素和平移量，你可以实现各种类型的仿射变换，包括平移、旋转、缩放和剪切。

#### 2.仿射变换函数 ####

###### 仿射变换函数：warpAffine() ######

> void cv::warpAffine ( InputArray src,
> 
> OutputArray dst,
> 
> InputArray M，
> 
> Size dsize，
> 
> int flags = INTER\_LINEAR,
> 
> int borderMode =BORDER CONSTANT,
> 
> const Scalar & borderValue = scalar()
> 
> ）

*  src:输入图像
 *  dst:仿射变换后输出图像，与src数据类型相同，但是尺寸与dsize相同
 *  M:2X3的变换矩阵。
 *  dsize:输出图像的尺寸
 *  flags:插值方法标志
 *  borderMode:像素边界外推方法的标志
 *  borderValue:填充边界使用的数值，默认情况下为0

其中，边界填充方法和对应标志：

![50b28560fb9643c1bb5d7226426ed079.png][]

###### 图像旋转：getRotationMatrix2D() ######

> Mat cv::getRotationMatrix2D ( Point2f center.
> 
> double angle
> 
> double scale
> 
> ）

*  center:图像旋转的中心位置。
 *  angle:图像旋转的角度，单位为度，正值为逆时针旋转。
 *  scale: 两个轴的比例因子，可以实现旋转过程中的图像缩放，不缩放输入1。

![3e90947a2c444eb78a84bf5c15560f97.png][]

###### 计算仿射变换矩阵：getAffineTransform() ######

> Mat cv::getAffineTransform ( const Point2f src\[\]
> 
> const Point2f dst\[\]
> 
> )

*  src\[\]:原图像中的三个像素坐标。
 *  dst\[\]:目标图像中的三个像素坐标。

#### 3.demo ####

#include <jni.h>
    #include <string>
    #include <android/bitmap.h>
    #include <opencv2/opencv.hpp>
    #include <iostream>
    #include <android/log.h>
    
    #define LOG_TAG "xxx"
    #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
    
    using namespace cv;
    using namespace std;
    extern "C"
    JNIEXPORT void JNICALL
    Java_com_example_myapplication_MainActivity_opencv_1test(JNIEnv *env, jclass clazz,
                                                             jobject bitmap) {
        AndroidBitmapInfo info;
        void *pixels;
    
        CV_Assert(AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &info) >= 0);
        //判断图片是位图格式有RGB_565 、RGBA_8888
        CV_Assert(info.format == ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_8888 ||
                  info.format == ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGB_565);
        CV_Assert(AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, &pixels) >= 0);
        CV_Assert(pixels);
    
        //将bitmap转化为Mat类  原图像Mat
        Mat image(info.height, info.width, CV_8UC4, pixels);
    
        Mat rotation0,img_warp0;
        double angle=30;//设置图像的旋转角度
        Size dst_size(image.rows,image.cols);//设置输出图像
        Point2f center(image.rows/2.0,image.cols/2.0);//设置图像的旋转中心
    
        rotation0=getRotationMatrix2D(center,angle,1);//计算仿射变换矩阵
    
        warpAffine(image,img_warp0,rotation0,dst_size);
        imwrite("/sdcard/DCIM/img_warp0.jpg",img_warp0);
    
        //根据定义的三个点进行仿射变换
        Point2f src_points[3];
        Point2f dst_points[3];
        //原始图像中的三个点
        src_points[0]=Point2f(0,0);
        src_points[1]=Point2f (0,(float )(image.cols-1));
        src_points[2]=Point2f ((float )(image.rows-1),(float )(image.cols-1));
        //仿射变换后图像中的三个点
        dst_points[0]=Point2f ((float )(image.rows)*0.11,(float )(image.cols)*0.20);
        dst_points[1]=Point2f ((float )(image.rows)*0.15,(float )(image.cols)*0.70);
        dst_points[2]=Point2f ((float )(image.rows)*0.81,(float )(image.cols)*0.85);
        Mat rotation1,img_warp1;
    
        rotation1= getAffineTransform(src_points,dst_points);//根据对应点求取仿射变换矩阵
        warpAffine(image,img_warp1,rotation1,dst_size);//进行仿射变换
        imwrite("/sdcard/DCIM/img_warp1.jpg",img_warp1);
    
    
    
    
    }

![09310bceba0d4e6e926c88bffc9626b1.jpeg][]![891e1d01e73842b5ba98c3422feae028.jpeg][]

（img\_warp0） （img\_warp1）

[201a80c1009b44b084c9d2d7c13a58a0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/13/7cc48731355046db90ae0776833b92d6.png
[50b28560fb9643c1bb5d7226426ed079.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/13/cfbc4012686c4d42bdc3de3686cfa2a6.png
[3e90947a2c444eb78a84bf5c15560f97.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/13/e30c3d12df294ea3b23965a02bc212d6.png
[09310bceba0d4e6e926c88bffc9626b1.jpeg]: https://img-blog.csdnimg.cn/09310bceba0d4e6e926c88bffc9626b1.jpeg
[891e1d01e73842b5ba98c3422feae028.jpeg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/13/b5e5ced25d8943f7b5b0b297bff40c93.png