[計算機視覺:演算法與應用]學習筆記一:影象形成
阿新 • • 發佈:2019-02-01
1. 2D點可以利用一對值(x,y)來表示,也可以利用齊次座標來表示,那麼什麼是齊次座標?用齊次座標表示有什麼優勢?
#二維點(x,y)的齊次座標表示為(hx,hy,h)。由此可以看出,一個向量的齊次表示是不唯一的,齊次座標的h取不同的值都表示的是同一個點,比如齊次座標(8,4,2)、(4,2,1)表示的都是二維點(4,2)。
#齊次座標正常化處理(點的齊次表示式轉換為二維笛卡爾座標):
[X,Y,H]->[X/H,Y/H,1]=[x,y,1].
幾何上的解釋可以看成:發生在三維空間的變換限制在H=1的平面內。
#引進齊次座標,有什麼必要呢???
幾何變換,主要包括平移、旋轉、縮放。以矩陣表示式來計算這些變換時,平移是矩陣相加;縮放和旋轉是矩陣相乘。綜合起來,對於一個剛體,幾何變換可以形容為Rigid_after=Matrix1*Rigid_before+Matrix2.其中,Matrix1是旋轉和縮放矩陣;Matrix2是平移矩陣。
引入齊次座標的主要目的就是,合併矩陣運算中的乘法和加法。
2. 2D影象仿射變換(Affine)及自由度?
二維仿射變換是一種二維座標到二維座標的線性變換,保持了二維影象的“平直性”(straightness:即變換之後,直線還是直線,圓弧還是圓弧)和“平行性”(parallelness:影象間的位置保持不變,平行關係不改變,線上點的順序不改變)。向量之間的夾角會發生改變。
仿射變換可以通過一系列的子變換的複合形式構成。
#2D 平移變換(2個自由度)
#2D 旋轉變換(3個自由度)
#2D 縮放
#2D 剪下