JJava OpenCV 图像处理04.1 仿射变换、透视变换、旋转、平移、缩放
- 1 仿射变换
- 2 透视变换
- 3 图像旋转
- 4 图像平移
- 5 图像缩放
1 仿射变换
仿射变换(Affine transformation),又称仿射映射,是指在几何中,对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。
一个任意的仿射变换都能表示为乘以一个矩阵(线性变换)接着再加上一个向量(平移)的形式
OpenCV 中仿射变换实现(三点变换)
要求出图像的仿射变换(旋转缩放等),首先要求出仿射变换矩阵,在 OpenCV 中可以使用 getAffineTransform() 函数来获取仿射变换矩阵,然后使用 warpAffine() 来进行仿射变换。
Imgproc.warpAffine(sourceImage, targetImage, transformationMatrix, targetSize, Imgproc.INTER_LINEAR, Imgproc.BORDER_CONSTANT, backgroundColor);
Imgproc.warpAffine() 方法是 OpenCV 库中用于进行图像仿射变换的函数。下面是对该方法中各个参数的解释:
1 sourceImage: 原始图像,类型为 Mat,即一个矩阵数据结构,表示输入图像。
2 targetImage: 目标图像,类型为 Mat,表示输出图像,它将存储仿射变换后的图像。
3 transformationMatrix: 仿射变换矩阵,类型为 Mat,是一个2x3的浮点数矩阵,用于定义变换规则。您需要在代码中创建并设置该矩阵,以便将图像进行平移、旋转、缩放等变换操作。
4 targetSize: 目标图像的尺寸,类型为 Size,用于定义输出图像的宽度和高度。在示例中,targetSize 的值与原始图像的尺寸相同,即 sourceImage.cols() 和 sourceImage.rows()。
5 Imgproc.INTER_LINEAR: 插值方法,用于确定如何在变换过程中处理像素间的插值。INTER_LINEAR 表示双线性插值,它会根据周围的像素值来计算变换后像素的值。
6 Imgproc.BORDER_CONSTANT: 边界模式,用于定义在变换过程中超出图像边界的像素如何处理。BORDER_CONSTANT 表示使用常数填充边界,填充的颜色由下一个参数 backgroundColor 指定。
backgroundColor: 背景颜色,类型为 Scalar,用于定义边界填充的颜色。Scalar(0, 0, 255) 表示红色背景。请注意,颜色值以BGR格式指定,即蓝色、绿色和红色分量的顺序。
package com.xu.opencv.image;
import java.io.File;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.MatOfPoint2f;
import org.opencv.core.Point;
import org.opencv.highgui.HighGui;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
/**
* @author Administrator
*/
public class ImageChange {
static {
String os = System.getProperty("os.name");
String type = System.getProperty("sun.arch.data.model");
if (os.toUpperCase().contains("WINDOWS")) {
File lib;
if (type.endsWith("64")) {
lib = new File("lib\\OpenCV-455\\x64\\" + System.mapLibraryName("opencv_java455"));
} else {
lib = new File("lib\\OpenCV-455\\x86\\" + System.mapLibraryName("opencv_java455"));
}
System.load(lib.getAbsolutePath());
}
}
public static void main(String[] args) {
warpAffine();
}
/**
* OpenCV 仿射变换
*
* @return void
* @Author: hyacinth
* @Title: warpAffine
* @Description: TODO
* @date: 2022年2月22日12点32分
*/
public static void warpAffine() {
Mat src = Imgcodecs.imread("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\1.png");
MatOfPoint2f point1 = new MatOfPoint2f(new Point(0, 0), new Point(0, src.rows()), new Point(src.cols(), 0));
MatOfPoint2f point2 = new MatOfPoint2f(new Point(src.cols() * 0.1, src.cols() * 0.1), new Point(src.cols() * 0.2, src.cols() * 0.7),
new Point(src.cols() * 0.7, src.cols() * 0.2));
// 获取 放射变换 矩阵
Mat dst = Imgproc.getAffineTransform(point1, point2);
// 进行 仿射变换
Mat image = new Mat();
Imgproc.warpAffine(src, image, dst, src.size());
HighGui.imshow("原图", src);
HighGui.imshow("仿射变换", image);
HighGui.waitKey(0);
}
}
2 透视变换
透视变换:透视变换是将一个平面投影到另一个平面的过程,也称投影映射。是一种非线性变换,表现为可将梯形变换为平行四边形,因此需要四个点来确定透视变换矩阵
package com.xu.opencv.image;
import java.io.File;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.MatOfPoint2f;
import org.opencv.core.Point;
import org.opencv.highgui.HighGui;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
/**
* @author Administrator
*/
public class ImageChange {
static {
String os = System.getProperty("os.name");
String type = System.getProperty("sun.arch.data.model");
if (os.toUpperCase().contains("WINDOWS")) {
File lib;
if (type.endsWith("64")) {
lib = new File("lib\\OpenCV-455\\x64\\" + System.mapLibraryName("opencv_java455"));
} else {
lib = new File("lib\\OpenCV-455\\x86\\" + System.mapLibraryName("opencv_java455"));
}
System.load(lib.getAbsolutePath());
}
}
public static void main(String[] args) {
warpPerspective();
}
/**
* OpenCV 透视变换
*
* @return void
* @Author: hyacinth
* @Title: warpPerspective
* @Description: TODO
* @date: 2022年2月22日12点32分
*/
public static void warpPerspective() {
Mat src = Imgcodecs.imread("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\1.png");
MatOfPoint2f point1 = new MatOfPoint2f();
List<Point> before = new ArrayList<>();
before.add(new Point(0, 0));
before.add(new Point(src.cols(), 0));
before.add(new Point(0, src.rows()));
before.add(new Point(src.cols(), src.rows()));
point1.fromList(before);
MatOfPoint2f point2 = new MatOfPoint2f();
List<Point> after = new ArrayList<>();
after.add(new Point(src.cols(), src.rows()));
after.add(new Point(src.cols() * 0.1, src.rows() * 0.8));
after.add(new Point(src.cols() * 0.7, src.rows() * 0.3));
after.add(new Point(0, 0));
point2.fromList(after);
// 获取 透视变换 矩阵
Mat dst = Imgproc.getPerspectiveTransform(point1, point2);
// 进行 透视变换
Mat image = new Mat();
Imgproc.warpPerspective(src, image, dst, src.size());
HighGui.imshow("原图", src);
HighGui.imshow("透视变换", image);
HighGui.waitKey(0);
}
}
3 图像旋转
package com.xu.opencv.image;
import java.io.File;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.MatOfPoint2f;
import org.opencv.core.Point;
import org.opencv.highgui.HighGui;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
/**
* @author Administrator
*/
public class ImageChange {
static {
String os = System.getProperty("os.name");
String type = System.getProperty("sun.arch.data.model");
if (os.toUpperCase().contains("WINDOWS")) {
File lib;
if (type.endsWith("64")) {
lib = new File("lib\\OpenCV-455\\x64\\" + System.mapLibraryName("opencv_java455"));
} else {
lib = new File("lib\\OpenCV-455\\x86\\" + System.mapLibraryName("opencv_java455"));
}
System.load(lib.getAbsolutePath());
}
}
public static void main(String[] args) {
rotate();
}
/**
* OpenCV 透视变换
*
* @return void
* @Author: hyacinth
* @Title: rotate
* @Description: TODO
* @date: 2022年2月22日12点32分
*/
public static void rotate() {
Mat src = Imgcodecs.imread("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\1.png");
// 图像中心
Point center = new Point(src.cols() / 2, src.rows() / 2);
// 获取 旋转 矩阵
Mat dst = Imgproc.getRotationMatrix2D(center, 45, 0.5);
// 进行 图像旋转
Mat image = new Mat();
Imgproc.warpAffine(src, image, dst, src.size());
HighGui.imshow("原图", src);
HighGui.imshow("图像旋转", image);
HighGui.waitKey(0);
}
}
4 图像平移
package com.xu.opencv.image;
import java.io.File;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.opencv.core.CvType;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.MatOfPoint2f;
import org.opencv.core.Point;
import org.opencv.highgui.HighGui;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
/**
* @author Administrator
*/
public class ImageChange {
static {
String os = System.getProperty("os.name");
String type = System.getProperty("sun.arch.data.model");
if (os.toUpperCase().contains("WINDOWS")) {
File lib;
if (type.endsWith("64")) {
lib = new File("lib\\OpenCV-455\\x64\\" + System.mapLibraryName("opencv_java455"));
} else {
lib = new File("lib\\OpenCV-455\\x86\\" + System.mapLibraryName("opencv_java455"));
}
System.load(lib.getAbsolutePath());
}
}
public static void main(String[] args) {
move();
}
/**
* OpenCV 图像平移
*
* @return void
* @Author: hyacinth
* @Title: rotate
* @Description: TODO
* @date: 2022年2月22日12点32分
*/
public static void move() {
Mat src = Imgcodecs.imread("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\1.png");
// 自定义 旋转 矩阵
Mat dst = new Mat(2, 3, CvType.CV_32F);
dst.put(0, 0, 1);
dst.put(0, 1, 0);
dst.put(0, 2, src.width() / 4);
dst.put(1, 0, 0);
dst.put(1, 1, 1);
dst.put(1, 2, src.height() / 4);
// 进行 图像平移
Mat image = new Mat();
Imgproc.warpAffine(src, image, dst, src.size());
HighGui.imshow("原图", src);
HighGui.imshow("图像平移", image);
HighGui.waitKey(0);
}
}
5 图像缩放
package com.xu.opencv.image;
import java.io.File;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.MatOfPoint2f;
import org.opencv.core.Point;
import org.opencv.core.Size;
import org.opencv.highgui.HighGui;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
/**
* @author Administrator
*/
public class ImageChange {
static {
String os = System.getProperty("os.name");
String type = System.getProperty("sun.arch.data.model");
if (os.toUpperCase().contains("WINDOWS")) {
File lib;
if (type.endsWith("64")) {
lib = new File("lib\\OpenCV-455\\x64\\" + System.mapLibraryName("opencv_java455"));
} else {
lib = new File("lib\\OpenCV-455\\x86\\" + System.mapLibraryName("opencv_java455"));
}
System.load(lib.getAbsolutePath());
}
}
public static void main(String[] args) {
resize();
}
/**
* OpenCV 图像缩放
*
* @return void
* @Author: hyacinth
* @Title: rotate
* @Description: TODO
* @date: 2022年2月22日12点32分
*/
public static void resize() {
Mat src = Imgcodecs.imread("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\1.png");
// 图像中心
Point center = new Point(src.cols() / 2, src.rows() / 2);
// 获取 旋转 矩阵
Mat dst = Imgproc.getRotationMatrix2D(center, 0, 0.5);
// 进行 图像缩放
Mat image = new Mat();
Imgproc.warpAffine(src, image, dst, src.size());
HighGui.imshow("原图", src);
HighGui.imshow("图像缩放", image);
HighGui.waitKey(0);
}
}