opencv图像仿射变换，cv2.warpAffine

飞熊 • 2023年5月29日下午6:28 • 技术随笔 • 阅读 104

仿射变换原理介绍

仿射变换，又称仿射映射，是指在几何中，一个向量空间进行一次线性变换并接上一个平移，变换为另一个向量空间。

在有限维的情况，每个仿射变换可以由一个矩阵A和一个向量b给出，它可以写作A和一个附加的列b。一个仿射变换对应于一个矩阵和一个向量的乘法，而仿射变换的复合对应于普通的矩阵乘法，只要加入一个额外的行到矩阵的底下，这一行全部是0除了最右边是一个1，而列向量的底下要加上一个1。

在opencv中就相当于是对图像的坐标进行操作(x,y)，对坐标进行矩阵运算。运算过后会生成新的矩阵，仿射变换就相当于是原始图像和新生成图像之间的映射，下面给出运算矩阵。

下面的M相当于就是一个运算矩阵。2行3列

根据定义，我们的坐标就可以根据A，B来进行运算

可以很轻易的得出以下方程

通过方程我们就可以很轻易的看出，c1和c2就相当于是让图像平移，而a和b这2个参数就是对图像进行旋转，缩放等操作。

由于图像是3维的，所以这里还需要增加下维度，构建齐次方程进行运算

上面仅仅是个人理解，如果有误还请指出

cv2.warpAffine函数介绍

cv2.warpAffine函数用于仿射变换

def warpAffine(src, M, dsize, dst=None, flags=None, borderMode=None, borderValue=None)

src：输入图像
M：运算矩阵，2行3列的，数据类型要求是float32位及以上
dsize：运算后矩阵的大小，也就是输出图片的尺寸
dst：输出图像
flags：插值方法的组合，与resize函数中的插值一样，可以查看cv2.resize
borderMode：像素外推方法，详情参考官网
borderValue：在恒定边框的情况下使用的borderValue值；默认情况下，它是 0

代码实例

下面代码对M矩阵给出不同的值，查看图像变换情况，首先改变c1和c2

M = np.float32([[1, 0, 50], [0, 1, 50]])

上面的代码就相当于是对图像进行平移，向左平移50，向上平移50

改变下其他值，改变b1和a2

M = np.float32([[1, 0.2, 0], [0.2, 1, 0]])

这个就好像是对图片进行了3维的旋转

改变b2和a1

M = np.float32([[1.3, 0, 0], [0, 1.3, 0]])

这个就相当于是对图片进行了放大

完整代码

import cv2
import numpy as np

lp = cv2.resize(cv2.imread('../images/lp.jpg'), None, fx=0.7, fy=0.7)
h, w, channel = lp.shape

M = np.float32([[1, 0, 50], [0, 1, 50]])
new_lp1 = cv2.warpAffine(lp, M, (w, h))
M = np.float32([[1, 0.2, 0], [0.2, 1, 0]])
new_lp2 = cv2.warpAffine(lp, M, (w, h))
M = np.float32([[1.3, 0, 0], [0, 1.3, 0]])
new_lp3 = cv2.warpAffine(lp, M, (w, h))

cv2.imshow('lp', np.hstack((lp, new_lp1, new_lp2, new_lp3)))
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()