仿射變換(warpAffine)

所謂的仿射轉換，包括旋轉、移動、放大縮小，除了remap()之外，OpenCV提供運用更廣泛的函式warpAffine()，來處理仿射變換，除了透視轉換之外，像放大、縮小、旋轉、左右反轉、扭曲、透視轉換等操作，皆可透過warpAffine()函式得到新的影像。

如果使用warpAffine()得到仿射轉換後的圖，必須輸入仿射矩陣，OpenCV提供getAffineTransform()和getRotationMatrix2D()函式，getAffineTransform()透過變換前後三個點來得到目標矩陣，getRotationMatrix2D()透過旋轉中心、旋轉角度和放大倍率來得到目標矩陣。

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仿射矩陣是一個2×3的矩陣，每個輸入點(x,y)都可以得到一個輸出點：

共有六個未知數，所以至少需知道三個點，x、y位置共六個參數，在轉換前後的值，這時帶入解聯立方程式，就可以得到a₀₀、a₁₀、a₀₁、a₁₁、b₀₀、b₁₀的解，可以參考以下圖示，只要知道三個點，就可得到這個仿射矩陣。

OpenCV仿射矩陣

Mat getAffineTransform(const Point2f src[], const Point2f dst[])

src：包含3個點的陣列。dst：包含3個點的陣列，。 dst和src的點需相對的，也就是src[0]轉換後的點為dst[0]，src1轉換後的點為dst1，返回一個2×3的矩陣，即為仿射矩陣。

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我們可以透過另一個函式getRotationMatrix2D()，來得到仿射矩陣。

OpenCV仿射矩陣

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

center：輸入圖的旋轉中心。angle：旋轉角度，正值代表順時針旋轉，左上角設為原點。scale：放大比率 輸出一個2×3的矩陣，即為仿射矩陣。

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得到仿射矩陣後，對於每個像素位置(x,y)，計算後都可得到新像素位置，對影像所有像素進行計算，就可以得到仿射轉換後的影像了。

OpenCV仿射轉換

void warpAffine(InputArray src, OutputArray dst, InputArray M, Size dsize, int flags=INTER_LINEAR, int borderMode=BORDER_CONSTANT, const Scalar& borderValue=Scalar())

src：輸入圖。dst：輸出圖，尺寸、型態和輸入圖相同。 M：2×3的轉換矩陣。flags：線性差值，假設使用WARP_INVERSE_MAP，代表M是反矩陣， (dst->src)borderType：邊緣型態。borderValue：邊界外推的強度值，預設為0。

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以下示範兩種仿射轉換的使用，分別是以轉換前後的三個點當基準，以及給定旋轉中心、選轉角度和縮放比例這兩個方式，來得到轉換矩陣，呼叫warpAffine()輸入轉換矩陣，輸出圖就是仿射轉換的結果：

#include <cstdio> #include <opencv2/opencv.hpp> using namespace cv; int main(){ Mat src = imread("lena.jpg"); Mat dst1 = Mat::zeros(src.rows, src.cols, src.type()); Mat dst2 = Mat::zeros(src.rows, src.cols, src.type()); //選定幾何轉換前後相對的三個點 Point2f srcTri[3]; srcTri[0] = Point2f(0, 0); srcTri[1] = Point2f(src.cols-1, 0); srcTri[2] = Point2f(0, src.rows-1); Point2f dstTri[3]; dstTri[0] = Point2f(0, src.rows*0.3); dstTri[1] = Point2f(src.cols*0.8, 0); dstTri[2] = Point2f(src.cols*0.1, src.rows*0.9); Mat warp_mat = getAffineTransform(srcTri, dstTri); warpAffine(src, dst1, warp_mat, dst1.size()); //設定旋轉中心、旋轉角度和縮放倍率 Point center = Point(dst2.cols/2, dst2.rows/2); double angle = 30.0; double scale = 0.8; Mat rot_mat = getRotationMatrix2D(center, angle, scale); warpAffine(src, dst2, rot_mat, dst2.size()); imshow("origin", src); imshow("Affine_1", dst1); imshow("Affine_2", dst2); waitKey(0); return 0; }

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转自：http://monkeycoding.com/?p=605