OpenCV仿射变换详解：warpAffine函数与应用

"OpenCV仿射變換(warpAffine)的教程" 在计算机视觉领域，OpenCV库提供了许多用于图像处理和变换的功能。本教程主要关注的是`warpAffine`函数，它允许我们执行一系列复杂的仿射变换，如旋转、平移、缩放和翻转。仿射变换是一种线性映射，它保持了直线的平行性，但可能改变形状和大小。 1. **仿射变换的概念** 仿射变换是通过一个2x3的矩阵来实现的，该矩阵包含了旋转、平移、缩放和比例因子。对于图像中的每个点(x, y)，经过仿射变换后，会产生一个新的点(x', y')。这个变换过程可以用以下公式表示： ```markdown [x'] [a b c] [x] [y'] = [d e f] [y] [1] [0 0 1] [1] ``` 2. **OpenCV的`warpAffine`函数** `warpAffine`函数是OpenCV中实现仿射变换的核心工具。它接受三个参数：原始图像、一个2x3的仿射矩阵以及目标图像的尺寸。通过这个函数，我们可以轻松地对图像进行旋转、平移、缩放等操作。 3. **获取仿射矩阵** - `getAffineTransform`: 这个函数需要两个点数组，分别代表原始图像中的三个点和经过仿射变换后的对应点，然后计算出相应的2x3仿射矩阵。 - `getRotationMatrix2D`: 这个函数则更加简单，只需要输入旋转中心、旋转角度（正值为顺时针，负值为逆时针）和缩放比例，即可得到用于旋转的仿射矩阵。 4. **应用实例** - 旋转：可以通过`getRotationMatrix2D`指定旋转中心、角度和缩放比例来创建一个旋转矩阵，然后用`warpAffine`函数将图像旋转到指定角度。 - 平移：可以通过在仿射矩阵的(2, 1)和(2, 2)位置添加偏移量来实现图像的水平或垂直平移。 - 缩放：可以通过调整仿射矩阵中的比例因子来实现图像的放大或缩小。 5. **注意事项** - 在使用`warpAffine`时，需要确保目标图像的大小足够容纳变换后的图像，否则部分图像可能会被裁剪。 - 由于仿射变换不保留距离比例，所以可能会导致图像变形，特别是对于有透视效果的图像。 6. **代码示例** 创建一个简单的旋转图像的例子： ```cpp cv::Mat src, dst; //...加载或处理src图像 cv::Point2f center(src.cols/2.0, src.rows/2.0); // 图像中心点 double angle = 45.0; // 旋转角度 double scale = 1.0; // 缩放比例 cv::Mat rotMat = getRotationMatrix2D(center, angle, scale); warpAffine(src, dst, rotMat, src.size()); //...显示或保存dst图像 ``` OpenCV的`warpAffine`和相关辅助函数是进行图像仿射变换的强大工具，能够帮助我们在各种场景下灵活地处理图像。无论是在进行图像分析、识别，还是图像艺术效果的实现，都能发挥重要作用。