圖像處理: 無損地旋轉圖像

OpenCV自帶的旋轉圖像方法 (有損)

原圖像：

如果用OpenCV自帶cv2.warpAffine接口來實現圖片旋轉：

import cv2

# 讀取原圖像
img = cv2.imread("./girl.jpg")
h, w = img.shape[:2]
center = (w // 2, h // 2)

# 逆時針-90°(即順時針90°)旋轉圖片
M = cv2.getRotationMatrix2D(center, -90, 1)
rotated_img = cv2.warpAffine(img, M, (w, h))

cv2.imwrite("./rotated_img.jpg", rotated_img)

處理後的結果：

可以明顯看出，原圖像左右兩邊的像素信息(黃色框內)全部丟失，損失嚴重：

無損旋轉

我自己想到了一種無損旋轉的方法，分爲以下五步。

1. 首先讀取原圖像： img = cv2.imread("./girl.jpg")

1. 獲取輸入圖像的信息，生成旋轉操作所需的參數： h, w = img.shape[:2] padding = (w - h) // 2 center = (w // 2, w // 2) 其中，padding: 指定零填充的寬度； canter: 指定旋轉的軸心座標。
2. 在原圖像兩邊做對稱的零填充，使得圖片由矩形變爲方形： img_padded = np.zeros(shape=(w, w, 3), dtype=np.uint8) img_padded[padding:padding+h, :, :] = img

1. 逆時針-90°(即順時針90°)旋轉填充後的方形圖片 M = cv2.getRotationMatrix2D(center, -90, 1) rotated_padded = cv2.warpAffine(img_padded, M, (w, w))

1. 從旋轉後的圖片中截取出我們需要的部分，作爲最終的輸出圖像： output = rotated_padded[:, padding:padding+h, :] cv2.imwrite("./output.jpg", output)

Code

完整源碼如下：

import cv2
import numpy as np

# 讀取原圖像
img = cv2.imread("./girl.jpg")
cv2.imshow("", img)
cv2.waitKey(1000)

# 獲取輸入圖像的信息，生成旋轉操作所需的參數（padding: 指定零填充的寬度； canter: 指定旋轉的軸心座標）
h, w = img.shape[:2]
padding = (w - h) // 2
center = (w // 2, w // 2)

# 在原圖像兩邊做對稱的零填充，使得圖片由矩形變爲方形
img_padded = np.zeros(shape=(w, w, 3), dtype=np.uint8)
img_padded[padding:padding+h, :, :] = img

cv2.imshow("", img_padded)
cv2.waitKey(1000)
cv2.imwrite("./img_padded.jpg", img_padded)

# 逆時針-90°(即順時針90°)旋轉填充後的方形圖片
M = cv2.getRotationMatrix2D(center, -90, 1)
rotated_padded = cv2.warpAffine(img_padded, M, (w, w))

cv2.imshow("", rotated_padded)
cv2.waitKey(1000)
cv2.imwrite("./rotated_padded.jpg", rotated_padded)

# 從旋轉後的圖片中截取出我們需要的部分，作爲最終的輸出圖像
output = rotated_padded[:, padding:padding+h, :]

cv2.imshow("", output)
cv2.waitKey(1000)
cv2.imwrite("./output.jpg", output)

cv2.destroyAllWindows()