图像校正—透视变换

透视变换通过投影的方式，把当前图像映射到另外一个平面，就像电影院里的交代放映机，如果幕布或者胶带其中任意一个与放映机发出的光纤不是垂直90度角的，那么投影到幕布上的图像就会发生畸变。这种畸变就是透视畸变的一种。

透视变换对畸变图像的校正需要取得畸变图像的一组4个点的坐标，和目标图像的一组4个点的坐标，通过两组坐标点可以计算出透视变换的变换矩阵，之后对整个原始图像执行变换矩阵的变换，就可以实现图像校正。

以下一幅图像中的书由于拍摄时摄像头视角的原因，导致一定程度的畸变：



可以看到距离摄像头越近的点，看起来越大，越远的点看起来越小。对这幅图像透视校正的目的就是要纠正这种形变，得到书的正视角矩形图像，校正效果相当于是从书的正上方视角拍摄的。

例程用Opencv中的warpPerspective方法实现：

#include "core/core.hpp"
#include "highgui/highgui.hpp"
#include "imgproc/imgproc.hpp"

using namespace cv;

void onMouse(int event,int x,int y,int flags,void *utsc);
Point2f srcTri[4],dstTri[4];
int clickTimes=0; //在图像上单击次数
Mat image;
Mat imageWarp;
int main(int argc,char *argv[])
{
image=imread(argv[1]);
imshow("Source Image",image);
setMouseCallback("Source Image",onMouse);
waitKey();
return 0;
}

void onMouse(int event,int x,int y,int flags,void *utsc)
{
if(event==CV_EVENT_LBUTTONUP) //响应鼠标左键抬起事件
{
circle(image,Point(x,y),2.5,Scalar(0,0,255),2.5); //标记选中点
imshow("Source Image",image);
srcTri[clickTimes].x=x;
srcTri[clickTimes].y=y;
clickTimes++;
}
if(clickTimes==4)
{
dstTri[0].x=0;
dstTri[0].y=0;
dstTri[1].x=image.rows-1;
dstTri[1].y=0;
dstTri[2].x=0;
dstTri[2].y=image.cols-161;
dstTri[3].x=image.rows-1;
dstTri[3].y=image.cols-161;
Mat transform=Mat::zeros(3,3,CV_32FC1); //透视变换矩阵
transform=getPerspectiveTransform(srcTri,dstTri); //获取透视变换矩阵
warpPerspective(image,imageWarp,transform,Size(image.rows,image.cols-160)); //透视变换
imshow("After WarpPerspecttive",imageWarp);
}
}


通过鼠标左键单击原始图像书的4个角点，透射到另外一个视平面的4个矩形的角点上，实现畸变校正。

每次点击在原图上画出红色的原点标示出点位：



透视校正效果：



由于拍摄视角倾斜角度比较大，并且转换后的图像有高度方向上的拉伸，所以图像对比度有所下降。