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基于OpenCV和C++ 实现图片旋转

转载 作者：qq735679552 更新时间：2022-09-29 22:32:09 32 4
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这篇CFSDN的博客文章基于OpenCV和C++ 实现图片旋转由作者收集整理，如果你对这篇文章有兴趣，记得点赞哟.

图片旋转，本质上是对旋转后的图片中每个像素点计算在原图的位置。然后照搬过来就好.

（多说一句，如果计算出来在原图中的位置不是整数而是小数，因为像素点个数都是整数，就需要小数到整数的转换。这个转换过程是有讲究的，需要用到插值：最近邻插值、双线性插值等等。这里我使用的是最简单的最近邻插值，即对小数四舍五入成整数，c/c++ 实现四舍五入见 这里 ） 。

图形图像课上一般会介绍旋转变换矩阵，其中 t 为需要旋转的角度，[x'; y']是变换后坐标（其中分号表示上下关系）:

基于OpenCV和C++ 实现图片旋转

即表示为：[x'; y'] = [cos(t) sin(t); -sin(t) cos(t)][x; y] 。

因为我个人兴趣爱好（放p就是老师逼的。。。），不允许使用 opencv 封装好的旋转函数。只能自己实现，我开始的想法是：先求变换矩阵逆矩阵，然后将一张全黑图中每个点一一对应插值到原图中.

结果发现转换后图片全黑了…… 。

后来发现原点设置不对。用opencv中的 mat格式存储（或二维数组）的图片， 原点在左上角 。但是想要实现的 旋转原点在图片中心 .

同时， mat格式存储（或二维数组）的 坐标系中 y轴正方向向下 。这样人类视觉上的顺时针旋转，在二维数组的坐标系中是逆时针旋转.

最重要的一点，也是二维数组操作中极易忽略的一点： 数组操作的是 数组下标 ，不是坐标系（数组的行数 rows 是矩形的宽 width ，列数 cols 是矩形的长 length ） 。比如坐标系（此时为了更贴近数组布局，我们 假设 y 轴坐标系是向下的 ）中，矩形顶点是:

基于OpenCV和C++ 实现图片旋转

但是在数组中，因为是行优先，所以四个点的下标取值为:

基于OpenCV和C++ 实现图片旋转

有没有发现，两种坐标是相反的！ 。

总结下来，我们的图片旋转需要注意以下几点:

  1. 变换后图片中的每个像素点(i; j)，需要平移到相对旋转中心的新坐标，即(i - mat.rows/2; j - mat.cols/2)。计算完成之后，需要再次 还原 到相对左上角原点的旧坐标；
  2. 本来需要 变换后图片 乘以 原图 变换矩阵的 逆矩阵 对应到原图中坐标。但是因为y轴方向向下，所以 变换后图片 乘以 原图 变换矩阵（无需逆矩阵） 即可对应到原图中坐标（顺时针旋转50度，还原操作是逆时针旋转50度）；
  3. 矩阵下标与原图变换矩阵相乘之前，需要将矩阵 下标两值互换 。相乘之后，需要 再次互换下标值 还原成矩阵下标。

因此对于一个经过旋转 t 度之后 数组下标 为[m‘, n']的像素值，还原成原图中的 数组下标 [m; n]计算为:

[cos(t) -sin(t); sin(t) cos(t)] ([m'; n'] - [mat.rows/2; mat.cols/2]) = [m; n] -  [mat.rows/2; mat.cols/2] 。

源代码附上:

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mat nearestneighrotate(cv::mat img, float angle)
{
     int len = ( int )(sqrtf( pow (img.rows, 2) + pow (img.cols, 2)) + 0.5);
 
     mat retmat = mat::zeros(len, len, cv_8uc3);
     float anglepi = angle * cv_pi / 180;
     int xsm, ysm;
 
     for ( int i = 0; i < retmat.rows; i++)
         for ( int j = 0; j < retmat.cols; j++)
         {
             xsm = ( int )((i-retmat.rows/2)* cos (anglepi) - (j-retmat.cols/2)* sin (anglepi) + 0.5);
             ysm = ( int )((i-retmat.rows/2)* sin (anglepi) + (j-retmat.cols/2)* cos (anglepi) + 0.5);
             xsm += img.rows / 2;
             ysm += img.cols / 2;
 
             if (xsm >= img.rows || ysm >= img.cols || xsm <= 0 || ysm <= 0){
                 retmat.at<vec3b>(i, j) = vec3b(0, 0);
             }
             else {
                 retmat.at<vec3b>(i, j) = img.at<vec3b>(xsm, ysm);
             }
         }
 
     return retmat;
}

好，我们来测试看看:

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int main()
{
     mat img = imread( "../helloworld.png" );
     retimg = nearestneighrotate(img, -20.f);
     namedwindow( "nearneigh" , cv_window_autosize);
     imshow( "nearneigh" , retimg);
 
     waitkey();
     cvdestroyallwindows();
     return 0;
}

结果（旋转了20度）为 。

基于OpenCV和C++ 实现图片旋转

以上就是基于opencv和c++ 实现图片旋转的详细内容，更多关于c++ 图片旋转的资料请关注我其它相关文章！ 。

原文链接：http://blog.csdn.net/ironyoung/article/details/41117039 。

最后此篇关于基于OpenCV和C++ 实现图片旋转的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于基于OpenCV和C++ 实现图片旋转的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。

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