Python opencv 图像矫正——透视变换

本文介绍了一种基于透视的图像矫正方法,通过检测图像边缘并找到四角点,利用四点透视变换实现图像矫正,提高了图像处理的精度。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

基于透视的图像矫正

  1. 获取图像四个顶点
  2. 形成变换矩阵
  3. 透视变换
from imutils.perspective import four_point_transform
import imutils
import cv2


def Get_Outline(input_dir):
    image = cv2.imread(input_dir)
    gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    blurred = cv2.GaussianBlur(gray, (5, 5), 0)
    edged = cv2.Canny(blurred, 75, 200)
    return image, gray, edged


def Get_cnt(edged):  # 轮廓检测 获取四角点
    cnts = cv2.findContours(edged.copy(), cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
    cnts = cnts[0] if imutils.is_cv2() else cnts[1]
    docCnt = None

    if len(cnts) > 0:
        cnts = sorted(cnts, key=cv2.contourArea, reverse=True)
        for c in cnts:
            peri = cv2.arcLength(c, True)  # 轮廓按大小降序排序
            approx = cv2.approxPolyDP(c, 0.02 * peri, True)  # 获取近似的轮廓
            if len(approx) == 4:  # 近似轮廓有四个顶点
                docCnt = approx
                break
    return docCnt


if __name__ == "__main__":
    input_dir = "21.png"
    image, gray, edged = Get_Outline(input_dir)
    docCnt = Get_cnt(edged)  # 四角点
    result_img = four_point_transform(image, docCnt.reshape(4, 2))  # 对原始图像进行四点透视变换
    print(docCnt)
    # 圈出四角点
    for peak in docCnt:
        peak = peak[0]
        cv2.circle(image, tuple(peak), 10, (255, 0, 0))
        
    cv2.imshow("original", image)
    cv2.imshow("gray", gray)
    cv2.imshow("edged", edged)
    cv2.imshow("result_img", result_img)

    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()

在这里插入图片描述

 

### OpenCV中的透视变换原理 透视变换是一种将图像从一个视角转换到另一个视角的技术,在计算机视觉领域广泛应用。它可以通过定义一组源点和目标点之间的映射关系实现,具体来说,`cv::getPerspectiveTransform` 函数用于计算透视变换矩阵,而 `cv::warpPerspective` 则应用此矩阵对图像进行变换。 #### 计算透视变换矩阵 为了完成透视变换,首先需要确定四个对应的点坐标集合 `(src_points, dst_points)` 来构建透视变换矩阵 \(M\)。这一步骤通常基于手动标注或者通过算法自动检测得到的关键点位置[^1]。 ```python import numpy as np import cv2 # 定义原图上的四个顶点坐标(顺时针顺序) src_points = np.float32([[56, 65], [368, 52], [28, 387], [389, 390]]) # 定义目标区域的对应四边形顶点 dst_points = np.float32([[0, 0], [400, 0], [0, 400], [400, 400]]) # 使用 getPerspectiveTransform 获取透视变换矩阵 matrix = cv2.getPerspectiveTransform(src_points, dst_points) ``` 上述代码片段展示了如何创建两个浮点数数组分别表示输入图片中感兴趣区域的四个角点以及它们应该被映射至的目标矩形角落的位置,并据此生成透视投影所需的变换矩阵[^3]。 #### 应用透视变换调整图像 一旦获得了正确的变换矩阵\(M\),就可以将其传递给 `cv::warpPerspective()` 方法执行实际的空间重定位操作: ```python image = cv2.imread('original_image.jpg') # 加载原始图像文件 output_size = (400, 400) # 执行透视变换并保存结果 warped_image = cv2.warpPerspective(image, matrix, output_size) cv2.imwrite('corrected_image.png', warped_image) ``` 这里我们指定了输出尺寸为固定大小即宽高均为400像素;当然也可以动态设置依据具体情况灵活改变参数值。 另外值得注意的是,在某些情况下可能还需要先经过预处理阶段比如边缘增强、噪声抑制等步骤来提高后续特征匹配精度从而获得更精确的结果[^2]。 ### 总结 综上所述,利用OpenCV库可以很方便地实施完整的流程来进行文档扫描类应用场景下的几何校准工作——从初步形态学运算清理干扰因素到最后一步正式施行仿射/透视线性代数模型变形恢复真实比例形状呈现出来。
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