OpenCV：将一个三角形形变到另一个三角形
**OpenCV: 将一个三角形形变到另一个三角形**
- 仿射变换
- 利用OpenCV进行三角形扭曲形变
- 1. 计算边界框
- 2. 图像剪切&坐标变换
- 3. 计算仿射变换矩阵
- 4. 将包围框内的像素进行扭曲
- 5. 将三角形外的像素遮盖住
在本文中我们将学习如何将一幅图像中的单一三角形扭曲形变到另一幅图像的三角形中。
在计算机图像学中，对三角形进行形变扭曲是一个常见的操作，因为任何3D表面都可以由很多三角形来近似。图像可以被划分到许多的三角形中进行扭曲形变。然而，在OpenCV中却没有现成的办法来将一个三角形中的像素扭曲到另一个三角形中。
本文将一步一步的解释如何将上图左侧中的三角形变换到右图的三角形中。在我们涉及到实际的操作步骤之前，我们需要先理解什么是仿射变换。
仿射变换
仿射变换是一种最简单的方式来将三个点转换成另外的三个点。它可以包含移动，尺度化变换，旋转，和剪切上图是几种运动模型，第四个显示了仿射变换是如何改变一个方块的形状的。利用仿射变化可以将一个方块变成具有任意方向和尺度的平行四边形。然而，放射变化还不够灵活，无法将一个方形转换成任意的四边形。换句话说，经过仿射变换的平行线仍然是平行的。
如上面的矩阵，在OpenCV中，仿射变换是一个2*3的矩阵，矩阵的前两列包含旋转，尺度化变换和剪切，最后一列包含移动。
有一个点（x，y）,借助以上仿射变换矩阵，可以用以下等式将这个点转换到（xt,yt）
利用OpenCV进行三角形扭曲形变
现在我们知道将一个三角形形变到另一个三角形我们需要用到仿射变换。在OpenCV中，warpAffine给我们提供了运用仿射变换到一幅图像的功能，但不是对图像中的三角形进行操作。*为了克服这种限制，我们在源三角形周围找到一个边界框，然后从源图像中裁剪出这个边框包围的矩形区域。然后我们就可以应用仿射变换在裁剪出的图像，以得到输出图像。*上述操作是十分重要的，它循序我们将放射变换应用到图像中的一片子区域，以此可以提高操作的表现力。最终，我们通过将矩形区域中输出三角形的区域填充为白色来创建一个三角掩模，当掩模与输出图像相乘的时候三角形区域就被保留下来了。
在进行到关键操作之前，我们首先读取输入和输出图像，定义输入和输出三角形，在本文中，输出三角形是白色的。
// Read input image and convert to float
Mat img1 = imread("robot.jpg");
img1.convertTo(img1, CV_32FC3, 1/255.0);// Output image is set to white
Mat imgOut = Mat::ones(imgIn.size(), imgIn.type());
imgOut = Scalar(1.0,1.0,1.0);// Input triangle
vector <Point2f> tri1;
tri1.push_back(Point2f(360,200));
tri1.push_back(Point2d(60,250));
tri1.push_back(Point2f(450,400));// Output triangle
vector <Point2f> triOut;
tri2.push_back(Point2f(400,200));
tri2.push_back(Point2f(160,270));
tri2.push_back(Point2f(400,400));
目前输入和输出都已经被定义完成，之后我们就要一步一步的将输入三角形中的所有像素点转换到输出三角形中。
1. 计算边界框
在这一步中我们要找到包围三角形的边界框。主要思想是为了只是扭曲图像中的一小部分而不是整个图像以提高效率。
// Find bounding rectangle for each triangle
Rect r1 = boundingRect(tri1);
Rect r2 = boundingRect(tri2);
2. 图像剪切&坐标变换
为了有效的应用仿射变换到图像的一部分而不是整个图像，我们基于上一步的边框对输入图像进行裁剪。三角形的坐标也需要进行修改以便在新裁剪出的图像中来正确反映像素的坐标信息。将三角形的x,y坐标值分别减去包围三角形的矩形框左上角点的x,y坐标值。
// Offset points by left top corner of the respective rectangles
vector<Point2f> tri1Cropped, tri2Cropped;
vector<Point> tri2CroppedInt;for(int i = 0; i < 3; i++)
{tri1Cropped.push_back( Point2f( tri1[i].x - r1.x, tri1[i].y - r1.y) );tri2Cropped.push_back( Point2f( tri2[i].x - r2.x, tri2[i].y - r2.y) );// fillConvexPoly needs a vector of Point and not Point2ftri2CroppedInt.push_back( Point((int)(tri2[i].x - r2.x), (int)(tri2[i].y - r2.y)) );
}// Apply warpImage to small rectangular patches
Mat img1Cropped;
img1(r1).copyTo(img1Cropped);
3. 计算仿射变换矩阵
现在我们知道了剪切后的图像中输入三角形和输出三角形的坐标信息。利用这两个三角形，我们计算出仿射变换。
/ Given a pair of triangles, find the affine transform.
Mat warpMat = getAffineTransform( tri1Cropped, tri2Cropped );
4. 将包围框内的像素进行扭曲
上一步中得到的仿射变换将被应用到剪切的输入图像中来计算剪切出的输出图像。
// Apply the Affine Transform just found to the src image
Mat img2Cropped = Mat::zeros(r2.height, r2.width, img1Cropped.type());
warpAffine( img1Cropped, img2Cropped, warpMat, img2Cropped.size(), INTER_LINEAR, BORDER_REFLECT_101);
5. 将三角形外的像素遮盖住
通过以上步骤，我们得到了输出的矩形图像，然而，我们关心的是该矩形区域中的三角形。所以我们利用fillConvexPoly来创建一个掩模，将三角形以外的区域像素都设置成0.
// Get mask by filling triangle
Mat mask = Mat::zeros(r2.height, r2.width, CV_32FC3);
fillConvexPoly(mask, tri2CroppedInt, Scalar(1.0, 1.0, 1.0), 16, 0);// Copy triangular region of the rectangular patch to the output image
multiply(img2Cropped,mask, img2Cropped);
multiply(img2(r2), Scalar(1.0,1.0,1.0) - mask, img2(r2));
img2(r2) = img2(r2) + img2Cropped;
OpenCV：将一个三角形形变到另一个三角形相关推荐
- directx学习之在屏幕上画一个三角形
前一张已经输出了一个背景为紫色的屏幕,这一节的目标是在该屏幕上输出一个三角形.下面将逐一介绍建立一个三角形的过程. 一个三角形有三个点,叫做顶点.三个点的不同的集合可以建立不同的三角形.能让GPU创建 ...
- Android使用NDK OpenGL ES3.0绘制一个三角形
Android使用NDK OpenGL ES3.0绘制一个三角形 [尊重原创,转载请注明出处]https://blog.csdn.net/guyuealian/article/details/820 ...
- html中右侧三角形代码,如何使用css在标签的右侧添加一个三角形？
我想在右侧添加一个小三角形,以便与输入字段的开头重叠,但我一直未能.这里是我的代码:如何使用css在标签的右侧添加一个三角形? HTML: First Name Last Name Email Pas ...
- map中只有一个值 获取_小学数学，为什么一个三角形中最多只有一个直角或一个钝角...
小学阶段采用的是将任意一个三角形的三个内角,拼接在一起形成一条直线,根据这个事实得出任意三角形的内角和是180度的结论.到初中学了平行线的特性之后,就可以很严谨地证明这个结论.在小学只需要知道这个结论 ...
- java报告（一）编程打印一个三角形的乘法口诀表
编程打印一个三角形的乘法口诀表(注意对齐),并练习对程序进行单步运行.断点调试等. 实验要求: 1. 在实验报告中给出程序运行结果截图. 2. 源程序代码附到实验报告的最后. 3. 认真填写实验报告并 ...
- OpenGL绘制一个三角形
OpenGL绘制一个三角形 OpenGL绘制一个三角形简介 源代码剖析 主要源代码 OpenGL绘制一个三角形简介 在本课中,我们仍然不转换坐标,因此顶点仅在正方形内可见.从 Z 的反轴看,正方形如下 ...
- Java黑皮书课后题第8章：*8.32（几何：三角形面积）编写一个方法，使用下面的方法头，返回一个三角形的面积。编写一个程序，提示用户输入三角形的三个点，然后显示三角形的面积
*8.32(几何:三角形面积)编写一个方法,使用下面的方法头,返回一个三角形的面积.编写一个程序,提示用户输入三角形的三个点,然后显示三角形的面积 题目 题目描述与运行示例 破题 代码 题目 题目描述 ...
- Java黑皮书课后题第3章：**3.27（几何：点是否在三角形内）假设一个平面上有一个直角三角形。编写程序，提示用户输入一个点的x坐标和y坐标，然后判断这个点是否在该三角形内
**3.27(几何:点是否在三角形内)假设一个平面上有一个直角三角形.编写程序,提示用户输入一个点的x坐标和y坐标,然后判断这个点是否在该三角形内 题目 题目描述 破题 运行示例 代码 题目 题目描述 ...
- php绘制一个三角形,如何利用css或html5画出一个三角形？两种不同的制作三角形方法（代码实例）...
我们在平时的前端开发的时候,有时候是需要一些小图形来丰富一下页面效果,比如:下拉列表的倒三角图形.那么这样的一个三角形是如何制作出来的,本章给大家介绍如何利用css或html画出一个三角形?两种不同的 ...
- [html] 使用svg画一个三角形
[html] 使用svg画一个三角形 效果 Screen Shot 2020-11-13 at 14 39 20 说明 svg 定义svg元素 viewBox 定义svg的画布大小,0 0 100 1 ...
最新文章
- java合集框架第一天
- Delphi 设计模式：《HeadFirst设计模式》Delphi代码---模式小结之一个叫声接口和几只鸭子[转]...
- CF1322C：Instant Noodles
- python中的文件数据保存
- PCB中英对照一、 综合词汇
- Hyper-V虚拟机Redhat添加网卡找不到网卡配置文件解决方法
- Pandas csv 文件，按条件删除行
- SQL根据下标,返回split分割后字符串
- 鱼哥，我怕蛇，可以搞Python么？
- 主键重复和唯一索引冲突_深入了解数据库索引
- android接推流sdk,Android-SDK推流端说明
- html5 播放加密视频,说说Html5视频加密播放原理和优势
- 云原生的进一步具象化
- 一份完整的app产品运营推广方案，app推广运营的方法（二
- vue + elementui table 列内容相同 自动合并单元格 完整代码
- Ant入门教程（上）
- 量子计算机怎么控制量子状态,量子计算机是什么 它为何如此强大
- OpenGL实验2：图形的旋转、平移、缩放
- 如何用qq远程桌面链接到计算机,如何用qq远程控制电脑_qq怎么远程连接对方的电脑-win7之家...
- ibm 服务器 自动关机,IBM 联想 DELL HP服务器自动关机|解决办法整理