OpenCV 透视变换

2022-05-07 09:20:43 浏览数 (1)

透视变换是将图像从一个视平面投影到另外一个视平面的过程,所以透视变换也被称为投影映射(Projection Mapping)。在图像的仿射变换中需要变换矩阵是一个2x3的两维平面变换矩阵,而透视变换本质上空间立体三维变换,根据其次坐标方差,要把三维坐标投影到另外一个视平面,就需要一个完全不同的变换矩阵M,所以这个是透视变换跟OpenCV中几何仿射变换最大的不同。变换公式为:

其中,变换矩阵:

可以拆成四个部分,

表示线性变换,比如scaling,shearing和ratotion。

用于平移,

产生透视变换。所以可以理解成仿射等是透视变换的特殊形式。经过透视变换之后的图片通常不是平行四边形(除非映射视平面和原来平面平行的情况)。

重写之前的变换公式可以得到:

由此可见:已知变换对应的几个点就可以求取变换公式。反之,特定的变换公式也能新的变换后的图片。

那么我们如何应用opencv获得变换矩阵,并实现透视变换?

OpenCV中透视变换的又分为两种:

  • 密集透视变换
  • 稀疏透视变换

我们经常提到的对图像的透视变换都是指密集透视变换,而稀疏透视变换在OpenCV的特征点匹配之后的特征对象区域标识中经常用到。一般情况下密集透视变换warpPerspective函数常与函数getPerspectiveTransform一起使用实现对图像的透视校正。而稀疏透视变换perspectiveTransform经常与findhomography一起使用。

getPerspectiveTransform及获得透视变换矩阵的函数:

其原型为:

代码语言:javascript复制
CV_EXPORTS_W Mat getPerspectiveTransform( const Point2f src[], const Point2f dst[] );
//---------------------//
CV_EXPORTS_W Mat getPerspectiveTransform( InputArray src, InputArray dst );

其中 第一个参数表示输入透视变换前图像四点坐标 第二个参数表示输入透视变换后图像四点坐标 返回值类型Mat 该函数返回透视变换矩阵M大小为3x3

warpPerspective函数用以实现透视变换

函数原型为:

代码语言:javascript复制
CV_EXPORTS_W void warpPerspective( 
InputArray src, 
OutputArray dst,
InputArray M, 
Size dsize,
int flags=INTER_LINEAR,
int borderMode=BORDER_CONSTANT,
const Scalar& borderValue=Scalar());

第一个参数表示输入图像 第二个参数表示输出图像 第三个参数表示透视变换矩阵(3x3) 第四个参数表示输出图像大小 第五个参数表示插值方法,一般为线性或者最近邻插值 第六个参数表示对边缘的处理方法,有默认值一般不用设。 第七个参数表示边缘的填充演示,默认是黑色

举个例子:

代码语言:javascript复制
#include <stdio.h>  
#include <opencv/highgui.h>  
#include <time.h>  
#include <opencv2/opencv.hpp>  
#include <opencv/cv.h>  
#include <iostream> 

using namespace std;  
using namespace cv; 




	int main( )  
	{  
		Mat img=imread("1.jpg");  
		int img_height = img.rows;  
		int img_width = img.cols;  
		cout<<img_height<<endl;  
		cout<<img_width<<endl;  
		vector<Point2f> corners(4);  
		corners[0] = Point2f(0,0);  
		corners[1] = Point2f( img_height-1,0);  
		corners[2] = Point2f(0,img_width -1);  
		corners[3] = Point2f(img_width-1,img_height-1);  
		vector<Point2f> corners_trans(4);  
		corners_trans[0] = Point2f(50,50);  
		corners_trans[1] = Point2f(img_height-1,0);  
		corners_trans[2] = Point2f(0,img_width-1);  
		corners_trans[3] = Point2f(img_width-50,img_height-60);  

		Mat transform = getPerspectiveTransform(corners,corners_trans);  
		cout<<transform<<endl;  
		Mat resultImage;
		warpPerspective(img,resultImage,transform,Size(img_width,img_height),INTER_LINEAR);
		imshow("src",img);
		imshow("trans",resultImage);  
		waitKey(0);
		return 0;  
	}  

结果:

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