OpenCV之图像旋转

1.图像旋转

图像在OpenCV中为ndarray，由于其本身在数学上为矩阵，故旋转操作可通过矩阵乘法来实现，我们通过定义旋转矩阵可以实现图像的旋转，其公式如下：

由于通常情况下图片的旋转是围绕其左上角点旋转，故此公式只适用于绕图片左上角点旋转的情况下，OpenCV则是使用了另外一个可适用于绕任意一点旋转的公式，即：

其中第三列为旋转之后中心位置的平移量，scale表示矩阵支持在旋转的同时进行缩放，定位1时图像在旋转时大小不变。
旋转示意图：


OpenCV中提供了一个自动生成旋转矩阵的API（getRotationMatrix2D()），只要给定旋转的中心，角度和scale即可，再将所获得的矩阵与原图一起传入API（warpAffine()）,指定输出大小即可，也可手动计算出旋转矩阵，具体如下：

import cv2 as cv
import numpy as np
path = "C:\\Users\\27914\\Desktop\\images\\test2.jpg"
image = cv.imread(path)
h,w,c = image.shape
M = np.zeros((2,3),dtype=np.float32)
#定义角度
alpha = np.cos(np.pi/6.0)
beta = np.sin(np.pi/6.0)
#旋转矩阵赋值
M[0,0] = alpha
M[0,1] = beta
M[1,0] = -beta
M[1,1] = alpha
#求原始中心位置
x = w/2
y = h/2
M[0,2] = (1-alpha)*x-beta*y
M[1,2] = (1-alpha)*y+beta*x
#旋转后完整展示的窗口大小
w_r = int(w*np.abs(alpha)+h*np.abs(beta))
h_r = int(h*np.abs(alpha)+w*np.abs(beta))
#加上中心偏移量
M[0,2]+=(w_r/2) - x
M[1,2]+=(h_r/2) - y
result = cv.warpAffine(image,M,(w_r,h_r))
cv.imshow("result",result)
cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()

旋转前：

旋转后：

自动生成旋转矩阵：

M = cv.getRotationMatrix2D((w/2,h/2),30.0,1)
result = cv.warpAffine(image,M,(w,h))
cv.imshow("result",result)
cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()

图像旋转同样可以扩充训练集的图片数量。