【OpenCV 例程200篇】27. 圖像的旋轉（以任意點為中心）

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圖像以任意點 (x0, y0) 為旋轉中心、順時針旋轉角度 θ 的旋轉操作，可以先將原點平移到旋轉中心 (x0, y0) ，然后按照原點旋轉，最后再平移回坐標原點，可以由以下公式描述：

$$?\begin{array}{c}\tilde{x}\\ \tilde{y}\\ 1\end{array}?=?\begin{array}{ccc}1& 0& x_0\\ 0& 1& y_0\\ 0& 0& 1\end{array}??\begin{array}{ccc}cos\theta & ?sin\theta & 0\\ sin\theta & cos\theta & 0\\ 0& 0& 1\end{array}??\begin{array}{ccc}1& 0& ?x_0\\ 0& 1& ?y_0\\ 0& 0& 1\end{array}??\begin{array}{c}x\\ y\\ 1\end{array}?$$

按上式構造旋轉變換矩陣 MAR，由函數 cv2.warpAffine 可以計算變換后的繞原點旋轉圖像。

簡便地，OpenCV 提供了 cv2.getRotationMatrix2D 函數， 根據旋轉角度和位移計算旋轉變換矩陣 MAR。

函數說明：

cv2.getRotationMatrix2D(center, angle, scale) → M

函數 getRotationMatrix2D 根據旋轉參數計算旋轉變換矩陣 MAR。

參數說明：

• center：旋轉中心坐標，二元元組 (x0, y0)
• angle：旋轉角度，單位為角度，逆時針為正數，順時針為負數
• scale： 縮放因子
• 返回值：M， 旋轉變換矩陣，2行3列

注意事項：

求出旋轉變換矩陣 MAR，由函數 cv2.warpAffine 可以實現任意角度和任意中心的旋轉效果。

以圖像中心作為旋轉中心時，可以用 img.shape 獲得圖像的寬度和高度值，除以 2 就是圖像中心點坐標。

旋轉角度為 90，180，270 度時，可以用 cv2.rotate(src, rotateCode) 函數實現，該方法實際上是通過矩陣轉置實現的，因此速度很快。

基本例程：1.36 圖像的旋轉（任意旋轉中心）

# 1.36 圖像旋轉 (以任意點 (x0,y0) 為中心旋轉)img = cv2.imread("../images/imgGaia.tif") # 讀取彩色圖像(BGR)height, width = img.shape[:2] # 圖片的高度和寬度theta1, theta2 = 30, 45 # 順時針旋轉角度，單位為角度x0, y0 = width//2, height//2 # 以圖像中心作為旋轉中心MAR1 = cv2.getRotationMatrix2D((x0,y0), theta1, 1.0)MAR2 = cv2.getRotationMatrix2D((x0,y0), theta2, 1.0)imgR1 = cv2.warpAffine(img, MAR1, (width, height)) # 旋轉變換，默認為黑色填充imgR2 = cv2.warpAffine(img, MAR2, (width, height), borderValue=(255,255,255)) # 設置白色填充plt.figure(figsize=(10,6))plt.subplot(131), plt.axis('off'), plt.title(r"$Origin$")plt.imshow(cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB))plt.subplot(132), plt.axis('off'), plt.title(r"$Rotation {}^o$".format(theta1))plt.imshow(cv2.cvtColor(imgR1, cv2.COLOR_BGR2RGB))plt.subplot(133), plt.axis('off'), plt.title(r"$Rotation {}^o$".format(theta2))plt.imshow(cv2.cvtColor(imgR2, cv2.COLOR_BGR2RGB))plt.show()

（本節完）

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總結

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