前言：
😊😊😊欢迎来到本博客😊😊😊
🌟🌟🌟 本专栏主要结合OpenCV和C++来实现一些基本的图像处理算法并详细解释各参数含义，适用于平时学习、工作快速查询等，随时更新。
😊😊😊 具体食用方式：可以点击本专栏【OpenCV快速查找(更新中)】–>搜索你要查询的算子名称或相关知识点，或者通过这篇博客👉通俗易懂OpenCV(C++版)详细教程——OpenCV函数快速查找(不断更新中)]查阅你想知道的知识，即可食用。
🎁🎁🎁支持：如果觉得博主的文章还不错或者您用得到的话，可以悄悄关注一下博主哈，如果三连收藏支持就更好啦！这就是给予我最大的支持！😙😙😙
文章目录
- 学习目标
- 一、投影变换原理
- 二、代码实现
- 三、 总结
学习目标
- 熟悉投影变换原理
- C++实现投影变换案例
一、投影变换原理
在对仿射变换的讨论中，校正物体都是在二维空间中完成的，如果物体在三维空间中发生了旋转，那么这种变换通常被称为投影变换。由于可能出现阴影或者遮挡，所以此投影变换是很难修正的。但是如果物体是平面的，那么就能通过二维投影变换对此物体三维变换进行模型化，这就是专用的二维投影变换，可由如下公式描述：
在OpenCV中，提供了函数：
getPerspectiveTransform(src,dst);
计算投影变换矩阵，不同的是，这里需要输入四组对应的坐标变换，而不是三组，其中参数src代表原坐标，参数dst是与src相对应的变换后的坐标，返回值为3×3的投影矩阵。
对于该函数C++提供的API，提供了两个重载函数，与求仿射变换矩阵类似。
例：假设（0，0）、（200，0）、（0，200）、（200，200）是原坐标，通过某投影变换依次转换为（100，20）、（200，20）、（50，70）、（250，70）。
第一种方式是将原位置坐标和对应的变换后的位置坐标分别保存在Point2f数组中，代码如下：
#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;
int main() {
//=========第一种方式
//原坐标
Point2f src[] = { Point2f(0,0),Point2f(200,0),Point2f(0,200),Point2f(200,200) };
//经过投影变换后的坐标
Point2f dst[] = { Point2f(100,20),Point2f(200,20),Point2f(50,70),Point2f(250,70) };
Mat A=getPerspectiveTransform(src,dst);
cout << "变换矩阵为：" << endl;
cout << A << endl;
return 0;
}
注意：返回的投影矩阵的数据类型为CV_64F。
第二种方式是将原位置坐标和对应的变换后的位置坐标分别保存在4×2的Mat中，每一行代表一个坐标，代码如下：
#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;
int main() {
//=========第二种方式
Mat src = (Mat_<float>(4, 2) << 0, 0, 200, 0, 0, 200, 200, 200);//原坐标
Mat dst = (Mat_<float>(4, 2) << 100, 20, 200, 20, 50, 70, 250, 70);//经过投影变换后的坐标
Mat A = getPerspectiveTransform(src, dst);
cout << "投影变换矩阵为：" << endl;
cout << A << endl;
return 0;
}
计算出投影变换矩阵后就可以完成图像的投影变换了，下面介绍在OpenCV中C++实现的投影变换函数案例：
二、代码实现
通过交互式的方式，利用OpenCV提供的鼠标事件，在原图和输出的画布上选取四组对应的坐标，然后计算投影变换矩阵完成图像的投影变换。代码如下：
//=========鼠标事件实现
#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;
Mat image;
Mat Pimage;
Point2f Ipoint, PIpoint;
int i = 0, j = 0;
Point2f src[4];//存储原坐标
Point2f dst[4];//存储变换后的坐标
//通过该事件，在原图中取四个坐标
void mouse_Image(int event, int x, int y, int flags, void *param) {
switch (event)
{
case CV_EVENT_LBUTTONDOWN:
Ipoint = Point2f(x, y);//记录坐标
break;
case CV_EVENT_LBUTTONUP:
src[i] = Ipoint;
circle(image,src[i],7,Scalar(0),3);//标记
i += 1;
break;
default:
break;
}
}
//通过该事件，在输出的画布图中取对应的四个坐标
void mouse_PImage(int event, int x, int y, int flags, void *param) {
switch (event)
{
case CV_EVENT_LBUTTONDOWN:
PIpoint = Point2f(x, y);//记录坐标
break;
case CV_EVENT_LBUTTONUP:
dst[j] = PIpoint;
circle(Pimage, dst[j], 7, Scalar(0), 3);//标记
j += 1;
break;
default:
break;
}
}
int main() {
//输入原图
image = imread("D:/VSCodeFile/OpenCV_CSDN/image/img.jpg", CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);
if (!image.data)
{
return -1;
}
//输出原图
Pimage = 255*Mat::ones(image.size(),CV_8UC1);
//在原图窗口定义鼠标事件
namedWindow("image", 1);
setMouseCallback("image",mouse_Image,NULL);
//在输出窗口定义鼠标事件
namedWindow("Pimage", 1);
setMouseCallback("Pimage", mouse_PImage, NULL);
while (!(i==4 && j==4))
{
imshow("image", image);
imshow("Pimage", Pimage);
if (waitKey(50) == 'q')
{
break;
}
}
imshow("image", image);
imshow("Pimage", Pimage);
//移除鼠标事件
setMouseCallback("image", NULL , NULL);
setMouseCallback("Pimage", NULL , NULL);
//计算投影变换矩阵
Mat A = getPerspectiveTransform(src, dst);
//投影变换
Mat result;
warpPerspective(image, result, A, Pimage.size());
imshow("投影后效果", result);
waitKey(0);
return 0;
}
利用以上程序校正上图(左)所示的三维图像，目的是能够看到图中上表面的正面，仿射变换是做不到的。运行程序时，首先，显示的是上图(左)的图像和上图(中)所示的画布；然后，利用鼠标在上图(左)中选取四个点，即黑色圆圈标注的点；接着，在画布上依次选取和在上图(左)中所选取的四个点对应的点，如上图(中)黑色圆圈标注的地方；最后，的输出图像上图(右)所示。
另：在该程序中利用了函数：
void circle(Mat & img,Point center,int radius,const Scalar & color,int thickness=1,int lineType=8,int shift=0)
该函数用来在图中画圆，其中：img代表输入图像，center代表圆心，radius代表圆的半径，color代表画出的圆的颜色，thickness代表线的粗细，lineType代表线的类型。除了可以在图中画圆，OpenCV还提供了函数rectangle、ellipse、line分别用于在图中画矩形、椭圆形和线段这些基本的几何形状，其使用方法和circle类似，后续会有专栏更新相关内容。
三、 总结
最后，长话短说，大家看完就好好动手实践一下，切记不能三分钟热度、三天打鱼，两天晒网。OpenCV是学习图像处理理论知识比较好的一个途径，大家也可以自己尝试写写博客，来记录大家平时学习的进度，可以和网上众多学者一起交流、探讨，有什么问题希望大家可以积极评论交流，我也会及时更新，来督促自己学习进度。希望大家觉得不错的可以点赞、关注、收藏。
