数字图像处理-实验4

实验4：几何变换与变形

实验4.1：图像透视变换

将一幅输入图像变换为任意一个指定的四边形形状（给定四边形4个顶点）。
提示：根据4个顶点的对应估计一个透视变换H，再用H对原图像进行形变（OpenCV相关函数：getPerspectiveTransform, warpPerspective等）
设计一个交互程序，可以编辑四边形顶点，并且顶点位置改变时图像形变的结果可以实时更新。

设计的交互程序如下：

程序共包含两个窗口，主窗口加载原始图像，并通过Qt界面库实现了在原始图像上绘制矩形的功能，拖拽矩形的四个顶点可以自由改变矩形的大小。第二个窗口用于展示变换之后的透视图像，可以在拖动顶点的过程中实时展示变换后的结果。

程序对图像进行变换的代码如下：

void DraggableRect::update_image(){
    std::vector<cv::Point2f> v;
    for(auto i:vertices) v.push_back(cv::Point2f(i.x(),i.y()));
    std::sort(v.begin(),v.end(),[](const cv::Point2f &a,const cv::Point2f &b){
        return a.x<b.x;
    });
    cv::Point2f lt,lb,rt,rb; //左上角，左下角，右上角，右下角
    if(v[0].y>v[1].y) lb=v[0],lt=v[1];
    else lb=v[1],lt=v[0];
    if(v[2].y>v[3].y) rb=v[2],rt=v[3];
    else rb=v[3],rt=v[2];
    //std::cout<<lt<<" "<<rt<<" "<<lb<<" "<<rb<<std::endl;
    //getPerspectiveTransform()需要接受顶点数组，下面将构造顶点数组
    cv::Point2f s_point[4],t_point[4];
    s_point[0]={0,0}; s_point[1]=cv::Point2f(Src.cols,0);
    s_point[2]=cv::Point2f(Src.cols,Src.rows); s_point[3]=cv::Point2f(0,Src.rows);
    t_point[0]=lt; t_point[1]=rt; t_point[2]=rb; t_point[3]=lb;
    cv::Mat trans_mat=cv::getPerspectiveTransform(s_point,t_point);
    cv::warpPerspective(Src,Dst,trans_mat,cv::Size(Dst.cols,Dst.rows));
    cv::imshow("output",Dst);
}

其中，Src和Dst是cv::Mat类型的全局变量，分别保存原始图片和变换后的图片。

程序的运行结果如下图所示：