컴퓨터 비전
OpenCV 영상의 기하학적 변환
Jagbbum
2023. 10. 30. 09:39
영상의 기하학적 변환
- 영상을 구성하는 픽셀의 배치 구조를 변경함으로써 전체 영상의 모양을 바꾸는 작업
이동 변환
- 가로 또는 세로 방향으로 영상을 특정 크기만큼 이동시키는 변환
for (int y = 0; y < src.rows; y++) {
for (int x = 0; x < src.cols; x++) {
int x_ = x + 200;
int y_ = y + 100;
// 출력 영상의 범위를 벗어나는지 확인
if (x_ < 0 || x_ >= dst.cols) continue;
if (y_ < 0 || y_ >= dst.rows) continue;
dst.at<uchar>(y_, x_) = src.at<uchar>(y, x);
}
}
전단 변환
- 직사각형 형태의 영상을 한쪽 방향으로 밀어서 평행사변형 모양으로 변형되는 변환. 층밀림 변환
for (int y = 0; y < src.rows; y++) {
for (int x = 0; x < src.cols; x++) {
int nx = x;
int ny = int(y + m*x);
dst.at<uchar>(ny, nx) = src.at<uchar>(y, x);
}
}
크기 변환
- 영상의 크기를 원본 영상보다 크게 또는 작게 만드는 변환
void resize1()
{
Mat src = imread("lenna.bmp", IMREAD_GRAYSCALE);
if (src.empty()) {
cerr << "Image load failed!" << endl;
return;
}
Mat dst = Mat::zeros(src.rows * 2, src.cols * 2, CV_8UC1);
for (int y = 0; y < src.rows; y++) {
for (int x = 0; x < src.cols; x++) {
int x_ = x * 2;
int y_ = y * 2;
dst.at<uchar>(y_, x_) = src.at<uchar>(y, x);
}
}
imshow("src", src);
imshow("dst", dst);
waitKey();
}
// 순방향 매핑 - 중간중간 빈칸 발생
void resize2()
{
Mat src = imread("camera.bmp", IMREAD_GRAYSCALE);
if (src.empty()) {
cerr << "Image load failed!" << endl;
return;
}
Mat dst = Mat::zeros(src.rows * 2, src.cols * 2, src.type());
for (int y_ = 0; y_ < dst.rows; y_++) {
for (int x_ = 0; x_ < dst.cols; x_++) {
int x = x_ / 2;
int y = y_ / 2;
dst.at<uchar>(y_, x_) = src.at<uchar>(y, x);
}
}
imshow("src", src);
imshow("dst", dst);
waitKey();
} // 백워드 매핑보간법
- 실수 좌표 상에서의 픽셀 값을 결정하기 위해 주변 픽셀 값을 이용하여 값을 추정하는 방법
최근방 이웃 보간법
- 가장 가까운 위치에 있는 픽셀의 값을 참조
양선형 보간법
- 실수 좌표를 둘러싸고 있는 네 개의 픽셀 값에 가중치를 곱한 값들의 선형 합으로 결과 영상의 픽셀 값을 구하는 방법
- 계단 현상 감소
3차 보간법
- 실수 좌표를 둘러싸고 있는 16개의 픽셀 값에 3차 함수를 이용한 가중치를 부여하여 영상의 픽셀 값을 구하는 방법
void resize(InputArray src, OutputArray dst, Size desuze,
douvle fx =0, douvle fy =0, int interpolation = INTER_LINEAR);
회전 변환
- 영상을 특정 각도만큼 회전시키는 변환
Mat getRotationMatrix2D(Point2f center, double angle, double scale);
동차 좌표계
- 차원의 좌표를 1차원 증가시켜 표현하는 방법
대칭 변환
- 영상의 상하 대칭, 좌우 대칭, 원점 대칭
void flip(InputArray src, OutputArray dst, int flipCode);
어파인 변환 행렬 구하기
Mat getAffineTransform( const Point2f src[], const Point2f dst[] );
Mat getAffineTransform( InputArray src, InputArray dst );어파인 변환
void warpAffine( InputArray src, OutputArray dst,
InputArray M, Size dsize,
int flags = INTER_LINEAR,
int borderMode = BORDER_CONSTANT,
const Scalar& borderValue = Scalar());
투시 변환 행렬 구하기
Mat getAffineTransform( InputArray src, InputArray dst );
Mat getPerspectiveTransform(InputArray src, InputArray dst, int solveMethod = DECOMP_LU);투시 변환
void warpPerspective( InputArray src, OutputArray dst,
InputArray M, Size dsize,
int flags = INTER_LINEAR,
int borderMode = BORDER_CONSTANT,
const Scalar& borderValue = Scalar());
버드아이뷰 만들기
#include <iostream>
#include "opencv2/opencv.hpp"
using namespace std;
using namespace cv;
int main()
{
VideoCapture cap("../../data/test_video.mp4");
if (!cap.isOpened()) {
cerr << "Video open failed!" << endl;
return -1;
}
Mat src;
while (true) {
cap >> src;
if (src.empty())
break;
int w = 500, h = 260;
vector<Point2f> src_pts(4);
vector<Point2f> dst_pts(4);
src_pts[0] = Point2f(474, 400); src_pts[1] = Point2f(710, 400);
src_pts[2] = Point2f(866, 530); src_pts[3] = Point2f(366, 530);
dst_pts[0] = Point2f(0, 0); dst_pts[1] = Point2f(w - 1, 0);
dst_pts[2] = Point2f(w - 1, h - 1); dst_pts[3] = Point2f(0, h - 1);
Mat per_mat = getPerspectiveTransform(src_pts, dst_pts);
Mat dst;
warpPerspective(src, dst, per_mat, Size(w, h));
#if 1
vector<Point> pts;
for (auto pt : src_pts) {
pts.push_back(Point(pt.x, pt.y));
}
polylines(src, pts, true, Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_AA);
#endif
imshow("src", src);
imshow("dst", dst);
if (waitKey(10) == 27)
break;
}
}
리매핑
- 영상의 특정 위치 픽셀을 다른 위치에 재배치하는 일반적인 프로세스
- 어파인 변환, 투시 변환을 포함한 다양한 변환을 리매핑으로 표현 가능
void remap( InputArray src, OutputArray dst,
InputArray map1, InputArray map2,
int interpolation, int borderMode = BORDER_CONSTANT,
const Scalar& borderValue = Scalar());