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图像翻转

图像翻转：通过改变像素位置来实现的镜像变换

  1. 水平翻转：公式如下dst(x, y) = src(cols - x - 1, y)，cols为矩阵的列数
  2. 垂直翻转：公式如下dst(x, y) = src(x, rows - y - 1) ，rows为矩阵的行数
  3. 水平翻转和垂直翻转同时：公式如下所示：dst(x, y) = src(cols - x - 1, rows - y - 1)
  4. 图像翻转示例程序如下所示：
cv::Mat image = cv::imread("test.png");
if (image.empty()) {
    std::cout << "无法加载图像!" << std::endl;
    return;
}

cv::Mat flip_horizontal, flip_vertical, flip_both;

// 水平翻转 (绕y轴)
// flipCode = 0: 垂直翻转
// flipCode = 1: 水平翻转  
// flipCode = -1: 同时翻转
cv::flip(image, flip_horizontal, 1);
cv::flip(image, flip_vertical, 0);
cv::flip(image, flip_both, -1);

// 显示结果
cv::imshow("原图", image);
cv::imshow("水平翻转", flip_horizontal);
cv::imshow("垂直翻转", flip_vertical);
cv::imshow("同时翻转", flip_both);

cv::waitKey(0);
  1. 图像翻转手动实现示例如下所示：
cv::Mat image = cv::imread("test.png");
if (image.empty()) return;

// 手动实现水平翻转
cv::Mat manual_horizontal(image.size(), image.type());

for (int y = 0; y < image.rows; y++) {
    for (int x = 0; x < image.cols; x++) {
        // 水平翻转：x_new = cols - x - 1
        int new_x = image.cols - x - 1;
        manual_horizontal.at<cv::Vec3b>(y, new_x) = image.at<cv::Vec3b>(y, x);
    }
}

cv::imshow("原图", image);
cv::imshow("手动水平翻转", manual_horizontal);

图像旋转

  1. 图像旋转：应用二维旋转的仿射变换矩阵对原图片表示的矩阵进行操作。（仿射变换就是线性变换和平移的组合）关于这个仿射变换矩阵的推导不列
  2. 示例程序如下所示：
cv::Mat image = cv::imread("test.png");
if (image.empty()) return;

// 获取图像中心
cv::Point2f center(image.cols / 2.0f, image.rows / 2.0f);

// 测试不同角度
std::vector<double> angles = { 30, 45, 60, 90, 120 };

for (double angle : angles) {
    // 计算旋转矩阵，1.0表示不缩放
    cv::Mat rotation_matrix = cv::getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0);

    // 计算旋转后的图像边界（宽和高）
    double radians = angle * CV_PI / 180.0;
    double sin_val = std::abs(std::sin(radians));
    double cos_val = std::abs(std::cos(radians));

    int new_width = int(image.rows * sin_val + image.cols * cos_val);
    int new_height = int(image.rows * cos_val + image.cols * sin_val);

    // 调整矩阵中的平移分量
    rotation_matrix.at<double>(0, 2) += (new_width - image.cols) / 2.0;
    rotation_matrix.at<double>(1, 2) += (new_height - image.rows) / 2.0;

    // 应用旋转
    cv::Mat rotated;
    cv::warpAffine(image, rotated, rotation_matrix, cv::Size(new_width, new_height));

    std::string title = "旋转 " + std::to_string((int)angle) + "°";
    cv::imshow(title, rotated);
}

cv::imshow("原图", image);
cv::waitKey(0);