matlab 图像透视变换矩阵,[转载]图像倾斜校正、透视变换 MATLAB
过去也写过透视变换,当时算法真是弱爆了,我竟然会通过两次变换。不过那引用的三篇文章都是非常好的文章,直到今天我才看明白。所谓的倾斜校正,一定要有标定点,将一个倾斜的矩形变为不倾斜的。因此可以从原四边形四个点和新矩形四个点得到一个变换矩阵,根据这个矩阵再作用到全局图像就可以了。详细原理在这里,MIT的,我也不会比他介绍的更好了,还是看原版的好。
我这里的代码完全就是按照MIT那篇文章的原理实现的,不过因为Matlab细节的原因,我把公式中x和y位置互换了:
clear
all;
close
all;
clc;
img=
imread('rect.bmp');
img=
rgb2gray(img);
imshow(mat2gray(img));
[M
N] = size(img);
dot=ginput();
%取四个点,依次是左上,右上,左下,右下,这里我取的是书的四个角
w=round(sqrt((dot(1,1)-dot(2,1))^2+(dot(1,2)-dot(2,2))^2));
%从原四边形获得新矩形宽
h=round(sqrt((dot(1,1)-dot(3,1))^2+(dot(1,2)-dot(3,2))^2));
%从原四边形获得新矩形高
y=[dot(1,1)
dot(2,1) dot(3,1) dot(4,1)]; %四个原顶点
x=[dot(1,2)
dot(2,2) dot(3,2) dot(4,2)];
%这里是新的顶点,我取的矩形,也可以做成其他的形状
%大可以原图像是矩形,新图像是从dot中取得的点组成的任意四边形.:)
Y=[dot(1,1)
dot(1,1) dot(1,1)+h dot(1,1)+h];
X=[dot(1,2)
dot(1,2)+w dot(1,2) dot(1,2)+w];
B=[X(1)
Y(1) X(2) Y(2) X(3) Y(3) X(4) Y(4)]'; %变换后的四个顶点,方程右边的值
%联立解方程组,方程的系数
A=[x(1)
y(1) 1 0 0 0 -X(1)*x(1) -X(1)*y(1);
0 0
x(1) y(1) 1 -Y(1)*x(1) -Y(1)*y(1);
x(2) y(2) 1 0 0 0 -X(2)*x(2)
-X(2)*y(2);
0 0
x(2) y(2) 1 -Y(2)*x(2) -Y(2)*y(2);
x(3) y(3) 1 0 0 0 -X(3)*x(3)
-X(3)*y(3);
0 0
x(3) y(3) 1 -Y(3)*x(3) -Y(3)*y(3);
x(4) y(4) 1 0 0 0 -X(4)*x(4)
-X(4)*y(4);
0 0
x(4) y(4) 1 -Y(4)*x(4) -Y(4)*y(4)];
fa=inv(A)*B;
%用四点求得的方程的解,也是全局变换系数
a=fa(1);b=fa(2);c=fa(3);
d=fa(4);e=fa(5);f=fa(6);
g=fa(7);h=fa(8);
rot=[d
e f;
a b c;
g h 1]; %公式中第一个数是x,Matlab第一个表示y,所以我矩阵1,2行互换了
pix1=rot*[1
1 1]'/(g*1+h*1+1); %变换后图像左上点
pix2=rot*[1
N 1]'/(g*1+h*N+1); %变换后图像右上点
pix3=rot*[M
1 1]'/(g*M+h*1+1); %变换后图像左下点
pix4=rot*[M
N 1]'/(g*M+h*N+1); %变换后图像右下点
height=round(max([pix1(1)
pix2(1) pix3(1) pix4(1)])-min([pix1(1) pix2(1) pix3(1) pix4(1)]));
%变换后图像的高度
width=round(max([pix1(2)
pix2(2) pix3(2) pix4(2)])-min([pix1(2) pix2(2) pix3(2) pix4(2)]));
%变换后图像的宽度
imgn=zeros(height,width);
delta_y=round(abs(min([pix1(1)
pix2(1) pix3(1) pix4(1)]))); %取得y方向的负轴超出的偏移量
delta_x=round(abs(min([pix1(2)
pix2(2) pix3(2) pix4(2)]))); %取得x方向的负轴超出的偏移量
inv_rot=inv(rot);
for
i = 1-delta_y:height-delta_y %从变换图像中反向寻找原图像的点,以免出现空洞,和旋转放大原理一样
for j =
1-delta_x:width-delta_x
pix=inv_rot*[i j 1]'; %求原图像中坐标,因为[YW XW W]=fa*[y x 1],所以这里求的是[YW XW
W],W=gy+hx+1;
pix=inv([g*pix(1)-1 h*pix(1);g*pix(2) h*pix(2)-1])*[-pix(1)
-pix(2)]'; %相当于解[pix(1)*(gy+hx+1) pix(2)*(gy+hx+1)]=[y
x],这样一个方程,求y和x,最后pix=[y x];
if
pix(1)>=0.5 && pix(2)>=0.5 && pix(1)<=M
&& pix(2)<=N
imgn(i+delta_y,j+delta_x)=img(round(pix(1)),round(pix(2)));
%最邻近插值,也可以用双线性或双立方插值
end
end
end
figure;
imshow(uint8(imgn));
程序效果:
原图,这是本不错的书
倾斜校正后
将来说不定结合sift算子和霍夫变换就能自动校正呢。
注:博客园有Bug,当你点代码左下角复制代码的时候,矩阵A的2,4,6,8行第一列会少复制一个0.
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