OpenCV图像剪切的扩展和高级用法：任意裁剪，边界扩充

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   利用感兴趣区域ROI和矩形类Rect，在OpenCV中可以很简单的就实现图像裁剪和剪切的功能，但剪切时常常会出现超出图像边界的区域的情况，对于超出图像边界的区域，我们必须进行特殊的处理，以避免出组数组越界的错误，如图1所示的裁剪错误。

   对于特殊的要求，如，我们希望可以指定的颜色来填充，或者复制边界的像素的填充，甚至想镜像某个位置填充超出的边界，应该怎么办呢？OpenCV3中提供了一个图像边界的函数cv::copyMakeBorder（对应opencv2中的cvCopyMakeBorder）以及borderInterpolate，利用这个函数，可以间接实现这个功能。

    copyMakeBorder函数的用法，请参考博客：http://blog.csdn.net/qianqing13579/article/details/42323397

    注意：copyMakeBorder函数不能直接用于图像裁剪，博客后面会贴出封装好的ImageCropPadding()函数，方便亲们调用

函数原型：copyMakeBorder

void copyMakeBorder( const Mat& src, Mat& dst,int top, int bottom, int left, int right,int borderType, const Scalar& value=Scalar() );


函数功能：

      用于扩充src图像的边缘，使得图像变大变宽，该函数调用了cv::borderInterpolate函数
参数说明：
   src,dst:原图与目标图像top,bottom,left,right分别表示在原图四周扩充边缘的大小borderType：扩充边缘的类型，OpenCV中给出以下几种方式

    说明如下：

  * BORDER_REPLICATE* BORDER_REFLECT* BORDER_REFLECT_101* BORDER_WRAP* BORDER_CONSTANT

图1

cv::Mat src = cv::imread("D:\\OpencvTest\\1.jpg");//原始图像是200*200
cv::Rect rect(-100, -100, 500, 500);
cv::Mat image = src(rect);//这时裁剪，必然出错

Enumerator
BORDER_CONSTANT	`iiiiii\|abcdefgh\|iiiiiii` with some specified `i（指定常数填充）`
BORDER_REPLICATE	`aaaaaa\|abcdefgh\|hhhhhhh（复制边缘像素填充）`
BORDER_REFLECT	`fedcba\|abcdefgh\|hgfedcb（反射复制边界像素）`
BORDER_WRAP	`cdefgh\|abcdefgh\|abcdefg`
BORDER_REFLECT_101	`gfedcb\|abcdefgh\|gfedcba（对称填充，也就是以最边缘像素为轴）`
BORDER_TRANSPARENT	`uvwxyz\|absdefgh\|ijklmno`
BORDER_REFLECT101	same as BORDER_REFLECT_101
BORDER_DEFAULT	same as BORDER_REFLECT_101
BORDER_ISOLATED	do not look outside of ROI

（1）BORDER_REPLICATE：复制法，也就是复制最边缘像素。

     如上图，红色区域为src的最边界像素，蓝色区域是扩充的边界，我们将边缘扩大了5个像素(right=5)，蓝色区域的宽度就是5，复制了5次红色区域的值。这种方式也就是OpenCV中的中值滤波medianBlur采用的边界处理方式

  （2）BORDER_REFLECT_101：对称法，也就是以最边缘像素为轴，对称扩展。如下面的图

     绿色区域是src最边界的像素，蓝色区域是我们扩充的5个像素的扩充边界，而红色区域就是蓝色区域在src的对称部分。这种方式也是OpenCV边界处理的默认方式(BORDER_DEFAULT=BORDER_REFLECT_101)
也是filter2D,blur,GaussianBlur,bilateralFilter的默认处理方式，所以这种方式在边界处理中应用还是非常广泛的

（3）BORDER_CONSTANT：常量法，可指定颜色填充常量法就是以一个常量像素值(由参数 value给定)填充扩充的边界值，这种方式在仿射变换，透视变换中非常常见
如下图：

     这里使用了默认的value,黑色填充了边界，所以红色区域的扩充的5个像素宽的边界是黑色的在copyMakeBorder的内部，调用了函数borderInterpolate

  前面提到，copyMakeBorder函数只是进行图像的简单扩充而已，而我们需要的是在图像裁剪时，对超过边界区域实现颜色自动填充。这里实现了一个Demo，对于超出剪切的区域，用红色（或其他）填充，这里贴出封装好的ImageCropPadding()函数，方便亲们调用下面

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <opencv2\opencv.hpp>
#include <opencv2\highgui\highgui.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;cv::Mat ImageCropPadding(cv::Mat srcImage, cv::Rect rect)
{//cv::Mat srcImage = image.clone();int crop_x1 = cv::max(0, rect.x);int crop_y1 = cv::max(0, rect.y);int crop_x2 = cv::min(srcImage.cols, rect.x + rect.width); // 图像范围 0到cols-1, 0到rows-1      int crop_y2 = cv::min(srcImage.rows, rect.y + rect.height);int left_x = (-rect.x);int top_y = (-rect.y);int right_x = rect.x + rect.width - srcImage.cols;int down_y = rect.y + rect.height - srcImage.rows;//cv::Mat roiImage = srcImage(cv::Range(crop_y1, crop_y2 + 1), cv::Range(crop_x1, crop_x2 + 1));    cv::Mat roiImage = srcImage(cv::Rect(crop_x1, crop_y1, (crop_x2 - crop_x1), (crop_y2 - crop_y1)));if (top_y > 0 || down_y > 0 || left_x > 0 || right_x > 0)//只要存在边界越界的情况，就需要边界填充    {left_x = (left_x > 0 ? left_x : 0);right_x = (right_x > 0 ? right_x : 0);top_y = (top_y > 0 ? top_y : 0);down_y = (down_y > 0 ? down_y : 0);//cv::Scalar(0,0,255)指定颜色填充    cv::copyMakeBorder(roiImage, roiImage, top_y, down_y, left_x, right_x, cv::BORDER_CONSTANT, cv::Scalar(0, 0, 255));//cv::copyMakeBorder(roiImage, roiImage, top_y, down_y, left_x, right_x, cv::BORDER_REPLICATE);//复制最边缘像素    //cv::copyMakeBorder(roiImage, roiImage, top_y, down_y, left_x, right_x, BORDER_REFLECT_101);  //边缘对称法填充     }//else//若不存在边界越界的情况，则不需要填充了    //{    //  destImage = roiImage;    //}    return roiImage;
}
int main(int argc)
{Mat src = imread("D:\\OpencvTest\\B1.jpg");//原始图像是200*200  cv::imshow("src", src);cv::Rect rect(-50, -50, 300, 300);printf("src:[%d,%d]", src.cols, src.rows);  printf("\n");cv::Mat crop_im1 = ImageCropPadding(src, rect);printf("rect:[%d,%d,%d,%d]", rect.x, rect.y, rect.width, rect.height);printf("\n");printf("crop_im1:[%d,%d]", crop_im1.cols, crop_im1.rows); printf("\n");cv::imshow("crop_im1", crop_im1);cvWaitKey(0);return 0;
}

   这美女不错吧，哈哈！注意，关注点不是美女，而是裁剪超出图像的红色区域。不过，对本人而言，我更喜欢复制边缘像素的填充方法：

   将原来copyMakeBorder函数参数改为：cv::BORDER_REPLICATE

cv::copyMakeBorder(roiImage, destImage, top_y, down_y, left_x, right_x, cv::BORDER_REPLICATE);//复制边缘像素填充

   效果如下图所示，是不是看到美女的手好细好长，美美哒~注意，关注点不是美女，而是裁剪超出图像被复制的像素区域。

   还有更妖媚的填充方法：边缘对称法填充 ，效果如下图所示

cv::copyMakeBorder(roiImage, destImage, top_y, down_y, left_x, right_x, BORDER_REFLECT_101); //边缘对称法填充

如果你觉得该帖子帮到你，还望贵人多多支持，鄙人会再接再厉，继续努力的~

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