Python OpenCV 圖像平移的實現(xiàn)示例

更新時間：2021年06月04日 10:43:33 作者：夢想橡皮擦

本篇博客學習OpenCV 中關于圖像平移的方法，核心學習到的方法是warpAffine，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

每次學習新東西的時候，橡皮擦都是去海量檢索，然后找到適合自己理解的部分。

再將其拼湊成一個小的系統(tǒng)，爭取對該內容有初步理解。

今天這 1 個小時，核心要學習的是圖像的平移，在電腦上隨便打開一張圖片，實現(xiàn)移動都非常簡單，但是在代碼中，出現(xiàn)了一些新的概念。

檢索 OpenCV 圖像平移相關資料時，碰到的第一個新概念是就是 仿射變換。

每次看到這樣子的數學名字，必然心中一涼，做為一個數學小白，又要瑟瑟發(fā)抖了。

百度一下，看看百科中是如何介紹的。

Python OpenCV 圖像平移，取經之旅第 10 天

看過上圖中的一些相關簡介之后，對于這個概念也并沒有太深刻的理解，本著先用起來，在補充理論的學習觀點，我們先實現(xiàn)圖像平移。

學習過程中，碰到一些概念性的東西，可以先應用起來，然后在后續(xù)的深入學習過程中，逐步去完善它們。

cv2.warpAffine() 仿射變換

基于該方法去尋找相關資料，得到仿射變換的基本概念，從二維坐標到二維坐標之間的線性變換，并且要保持二維圖形的“平直性” 和 “平行性”。

仿射變換中，包含平移，縮放，翻轉，旋轉，剪切。

該方法的語法結構如下：

dst = cv2.warpAffine(src, M, dsize[, dst[, flags[, borderMode[, borderValue]]]])

參數說明：

src：輸入圖像
M：2*3 transformation matrix (轉變矩陣)
dsize：輸出圖像的大小，格式為(cols,rows)，width 對應 cols，height 對應 rows
flags：可選參數，插值方法的組合（int 類型），默認值 INTER_LINEAR
borderMode：可選參數，邊界像素模式（int 類型），默認值 BORDER_CONSTANT
borderValue：可選參數，邊界填充值; 默認情況下，默認值 Scalar()即 0

官方可查閱的英文資料如下：

Python OpenCV 圖像平移，取經之旅第 10 天

插值方式（flags）有如下類型：

INTER_LINEAR 線性插值
INTER_NEAREST 最近鄰插值
INTER_AREA 區(qū)域插值
INTER_CUBIC 三次樣條插值
INTER_LANCZOS4 Lanczos 插值

一般情況下，使用 wrapAffine 前三個參數，即 warpAffine(img,M,(rows,cols)) 實現(xiàn)基本的仿射變換效果，但是這種情況會出現(xiàn) 黑邊 現(xiàn)象。

最后一個參數為 borderValue，邊界填充的顏色，默認為黑色，可以自行設置為其它顏色。

具體代碼

圖像平移是圖像位置的移動。在平移前，需要先轉換矩陣 M，，其中 tx，ty 表示在(x,y)方向上的位移，如下所示：

Python OpenCV 圖像平移，取經之旅第 10 天

測試代碼如下，重要部分在注釋中進行說明。

import numpy as np
import cv2 as cv

img = cv.imread('10.jpg', 1)
rows, cols, channels = img.shape
# [1,0,100] 右移 100， [0,1,50] 下移 50
M = np.float32([[1, 0, 100], [0, 1, 50]])
res = cv.warpAffine(img, M, (cols, rows))
cv.imshow("img", res)
cv.waitKey()

特別說明：
cv.warpAffine 方法的第三個參數是輸出圖像的大小，其形式應為（width，height）。記住 width =列數（cols），height =行數（rows）。

以下為代碼運行結果。

Python OpenCV 圖像平移，取經之旅第 10 天

關于 borderMode 參數值的說明：

該部分內容涉及邊緣處理，翻閱手冊過程找到的說明指向 BorderTypes。翻閱了一下，依舊是有些超綱，可以先記錄下相關內容，日后在進行回顧，參考地址。

所有值羅列如下：

BORDER_CONSTANT = 0
BORDER_REPLICATE = 1
BORDER_REFLECT = 2
BORDER_WRAP = 3
BORDER_REFLECT_101 = 4
BORDER_TRANSPARENT = 5
BORDER_REFLECT101 = BORDER_REFLECT_101
BORDER_DEFAULT = BORDER_REFLECT_101
BORDER_ISOLATED = 16

Python OpenCV 圖像平移，取經之旅第 10 天

borderValue：當圖像邊界處理方式為 BORDER_CONSTANT 時的填充值。

測試代碼如下：

import numpy as np
import cv2 as cv

img = cv.imread('10.jpg', 1)
rows, cols, channels = img.shape
M = np.float32([[1, 0, 100], [0, 1, 50]])
res = cv.warpAffine(img, M, (cols, rows),
                    borderMode=cv.BORDER_CONSTANT, borderValue=(200, 66, 66))
cv.imshow("img", res)
cv.waitKey()