OpenCV3计算机视觉Python语言实现笔记（五）

　　图像的几何变换主要包括：平移、扩大与缩小、旋转、仿射、透视等等。图像变换是建立在矩阵运算基础上的，通过矩阵运算可以很快的找到对应关系。

1. 图像的平移

　　图像的平移，沿着x方向tx距离，y方向ty距离，需要构造移动矩阵M。通过numpy来产生这个矩阵，并将其赋值给仿射函数cv2.warpAffine(). 
仿射函数cv2.warpAffine()接受三个参数，需要变换的原始图像，移动矩阵M 以及变换的图像大小（这个大小如果不和原始图像大小相同，那么函数会自动通过插值来调整像素间的关系）。

import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

img = cv2.imread('flower.jpg')
H = np.float32([[1,0,100],[0,1,50]])
rows,cols = img.shape[:2]
res = cv2.warpAffine(img,H,(rows,cols)) #需要图像、变换矩阵、变换后的大小
plt.subplot(121)
plt.imshow(img)
plt.subplot(122)
plt.imshow(res)
plt.show()

2. 图像的缩放

　　图像的缩放有专门的一个函数，cv2.resize()，需要确定的是缩放比例。另外一个就是在缩放以后图像必然就会变化，这就又涉及到一个插值问题。那么这个函数中，缩放有几种不同的插值（interpolation）方法，在缩小时推荐cv2.INTER_ARER,扩大是推荐cv2.INTER_CUBIC和cv2.INTER_LINEAR。默认都是cv2.INTER_LINEAR

import cv2
import matplotlib.pyplot as plt

img = cv2.imread('flower.jpg')
# 插值：interpolation
# None本应该是放图像大小的位置的，后面设置了缩放比例，所有就不要了
res1 = cv2.resize(img,None,fx=2,fy=2,interpolation=cv2.INTER_CUBIC)
#直接规定缩放大小，这个时候就不需要缩放因子
height,width = img.shape[:2]
res2 = cv2.resize(img,(2*width,2*height),interpolation=cv2.INTER_CUBIC)
plt.subplot(131)
plt.imshow(img)
plt.subplot(132)
plt.imshow(res1)
plt.subplot(133)
plt.imshow(res2)
plt.show()

3. 图像的旋转

　　图像旋转需构造旋转矩阵。opencv提供了一个函数： cv2.getRotationMatrix2D()，这个函数需要三个参数，旋转中心，旋转角度，旋转后图像的缩放比例。

import cv2
import matplotlib.pyplot as plt

img = cv2.imread('flower.jpg')
rows,cols = img.shape[:2]
#第一个参数旋转中心，第二个参数旋转角度，第三个参数：缩放比例
M = cv2.getRotationMatrix2D((cols/2,rows/2),45,1)
#第三个参数：变换后的图像大小
res = cv2.warpAffine(img,M,(rows,cols))

plt.subplot(121)
plt.imshow(img)
plt.subplot(122)
plt.imshow(res)
plt.show()

4. 图像的仿射

　　图像的旋转加上拉升就是图像仿射变换，仿射变化也需要一个变换矩阵M，opencv提供了根据变换前后三个点的对应关系来自动求解M。这个函数是 
M=cv2.getAffineTransform(pos1,pos2)，其中两个位置就是变换前后的对应位置关系，输出的就是仿射矩阵M，然后再使用函数cv2.warpAffine()。

import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

img = cv2.imread('flower.jpg')
rows,cols = img.shape[:2]
pts1 = np.float32([[50,50],[200,50],[50,200]])
pts2 = np.float32([[10,100],[200,50],[100,250]])
M = cv2.getAffineTransform(pts1,pts2)
#第三个参数：变换后的图像大小
res = cv2.warpAffine(img,M,(rows,cols))
plt.subplot(121)
plt.imshow(img)
plt.subplot(122)
plt.imshow(res)
plt.show()

5. 图像的透射

　　透视需要的是一个3*3的矩阵，opencv的函数是M = cv2.getPerspectiveTransform(pts1,pts2)，其中pts需要变换前后的4个点对应位置。得到M后再通过函数cv2.warpPerspective(img,M,(200,200))进行。

import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

img = cv2.imread('flower.jpg')
rows,cols = img.shape[:2]
pts1 = np.float32([[56,65],[238,52],[28,237],[239,240]])
pts2 = np.float32([[0,0],[200,0],[0,200],[200,200]])
M = cv2.getPerspectiveTransform(pts1,pts2)
res = cv2.warpPerspective(img,M,(200,200))
plt.subplot(121)
plt.imshow(img)
plt.subplot(122)
plt.imshow(res)
plt.show()