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OpenCV 之ios Remapping 重映射

OpenCV 之ios Remapping 重映射

作者: 充满活力的早晨 | 来源:发表于2019-11-14 19:34 被阅读0次

    OpenCV 之ios Remapping 重映射

    目标

    本教程向你展示如何使用OpenCV函数 remap 来实现简单重映射.

    理论

    重映射是什么意思?

    • 把一个图像中一个位置的像素放置到另一个图片指定位置的过程.
    • 为了完成映射过程, 有必要获得一些插值为非整数像素坐标,因为源图像与目标图像的像素坐标不是一一对应的.
    • 我们通过重映射来表达每个像素的位置(x,y)

    这里g()是目标图像,f()是源图像,h(x,y)是作用于(x,y)的映射方法函数.

    • 让我们来思考一个快速的例子. 想象一下我们有一个图像 I 我们想满足下面的条件作重映射:


    解释 假设图像的大小是300 *300 ,那么 I.cols = 300
    I.cols-x 相当于 300-x ,意思原来在x位置的像素点,现在变化到300-x的地方

    会发生什么? 图像会按照x轴方向发生翻转. 例如, 源图像如下:



    看到红色圈关于 x 的位置改变(x轴水平翻转):

    • 通过 OpenCV 的函数 remap 提供一个简单的重映射实现.

    代码

    #ifdef __cplusplus
    #import <opencv2/opencv.hpp>
    #import <opencv2/imgcodecs/ios.h>
    #import <opencv2/imgproc.hpp>
    #import <opencv2/highgui.hpp>
    #import <opencv2/core/operations.hpp>
    
    #import <opencv2/core/core_c.h>
    using namespace cv;
    using namespace std;
    
    #endif
    #import "RemapViewController.h"
    
    @interface RemapViewController ()
    
    @end
    
    @implementation RemapViewController
    
    Mat src, dst;
    Mat map_x, map_y;
     int ind = 0;
    - (void)viewDidLoad {
        [super viewDidLoad];
    
        UIImage * src1Image = [UIImage imageNamed:@"dog.jpg"];
         src  = [self cvMatFromUIImage:src1Image];
        UIImageView *imageView;
        imageView = [self createImageViewInRect:CGRectMake(0, 100, 150, 150)];
        [self.view addSubview:imageView];
        imageView.image  = [self UIImageFromCVMat:src];
        dst.create( src.size(), src.type() );
        map_x.create( src.size(), CV_32FC1 );
        map_y.create( src.size(), CV_32FC1 );
        
        [self createTimer:1 exeBlock:^{
            [self update_map];
            remap( src, dst, map_x, map_y, CV_INTER_LINEAR, BORDER_CONSTANT, Scalar(0,0, 0) );
            UIImageView *imageView;
            imageView = [self createImageViewInRect:CGRectMake(0, 250, 150, 150)];
            [self.view addSubview:imageView];
            imageView.image  = [self UIImageFromCVMat:dst];
        }];
    }
    -(void)update_map{
        ind = ind%4;
    
          for( int j = 0; j < src.rows; j++ )
          { for( int i = 0; i < src.cols; i++ )
              {
                switch( ind )
                {
                  case 0:
                    if( i > src.cols*0.25 && i < src.cols*0.75 && j > src.rows*0.25 && j < src.rows*0.75 )
                      {
                        map_x.at<float>(j,i) = 2*( i - src.cols*0.25 ) + 0.5 ;
                        map_y.at<float>(j,i) = 2*( j - src.rows*0.25 ) + 0.5 ;
                       }
                    else
                      { map_x.at<float>(j,i) = 0 ;
                        map_y.at<float>(j,i) = 0 ;
                      }
                        break;
                  case 1:
                        map_x.at<float>(j,i) = i ;
                        map_y.at<float>(j,i) = src.rows - j ;
                        break;
                  case 2:
                        map_x.at<float>(j,i) = src.cols - I ;
                        map_y.at<float>(j,i) = j ;
                        break;
                  case 3:
                        map_x.at<float>(j,i) = src.cols - I ;
                        map_y.at<float>(j,i) = src.rows - j ;
                        break;
                } // end of switch
              }
           }
         ind++;
    }
    
    
    #pragma mark  - private
    //brg
    - (cv::Mat)cvMatFromUIImage:(UIImage *)image
    {
      CGColorSpaceRef colorSpace =CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
        
      CGFloat cols = image.size.width;
      CGFloat rows = image.size.height;
        Mat cvMat(rows, cols, CV_8UC4); // 8 bits per component, 4 channels (color channels + alpha)
      CGContextRef contextRef = CGBitmapContextCreate(cvMat.data,                 // Pointer to  data
                                                     cols,                       // Width of bitmap
                                                     rows,                       // Height of bitmap
                                                     8,                          // Bits per component
                                                     cvMat.step[0],              // Bytes per row
                                                     colorSpace,                 // Colorspace
                                                     kCGImageAlphaNoneSkipLast |
                                                     kCGBitmapByteOrderDefault); // Bitmap info flags
      CGContextDrawImage(contextRef, CGRectMake(0, 0, cols, rows), image.CGImage);
      CGContextRelease(contextRef);
        
        Mat dst;
        Mat src;
        cvtColor(cvMat, dst, COLOR_RGBA2BGRA);
        cvtColor(dst, src, COLOR_BGRA2BGR);
    
      return src;
    }
    
    -(UIImage *)UIImageFromCVMat:(cv::Mat)cvMat
    {
    //    mat 是brg 而 rgb
        Mat src;
        NSData *data=nil;
        CGBitmapInfo info =kCGImageAlphaNone|kCGBitmapByteOrderDefault;
        CGColorSpaceRef colorSpace;
        if (cvMat.depth()!=CV_8U) {
            Mat result;
            cvMat.convertTo(result, CV_8U,255.0);
            cvMat = result;
        }
      if (cvMat.elemSize() == 1) {
          colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
          data= [NSData dataWithBytes:cvMat.data length:cvMat.elemSize()*cvMat.total()];
      } else if(cvMat.elemSize() == 3){
          cvtColor(cvMat, src, COLOR_BGR2RGB);
           data= [NSData dataWithBytes:src.data length:src.elemSize()*src.total()];
          colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
      }else if(cvMat.elemSize() == 4){
          colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
          cvtColor(cvMat, src, COLOR_BGRA2RGBA);
          data= [NSData dataWithBytes:src.data length:src.elemSize()*src.total()];
          info =kCGImageAlphaNoneSkipLast | kCGBitmapByteOrderDefault;
      }else{
          NSLog(@"[error:] 错误的颜色通道");
          return nil;
      }
      CGDataProviderRef provider = CGDataProviderCreateWithCFData((__bridge CFDataRef)data);
      // Creating CGImage from cv::Mat
      CGImageRef imageRef = CGImageCreate(cvMat.cols,                                 //width
                                         cvMat.rows,                                 //height
                                         8,                                          //bits per component
                                         8 * cvMat.elemSize(),                       //bits per pixel
                                         cvMat.step[0],                            //bytesPerRow
                                         colorSpace,                                 //colorspace
                                         kCGImageAlphaNone|kCGBitmapByteOrderDefault,// bitmap info
                                         provider,                                   //CGDataProviderRef
                                         NULL,                                       //decode
                                         false,                                      //should interpolate
                                         kCGRenderingIntentAbsoluteColorimetric                   //intent
                                         );
      // Getting UIImage from CGImage
      UIImage *finalImage = [UIImage imageWithCGImage:imageRef];
      CGImageRelease(imageRef);
      CGDataProviderRelease(provider);
      CGColorSpaceRelease(colorSpace);
      return finalImage;
     }
    @end
    
    

    说明

    • 1.首先准备程序用到的变量:
    Mat src, dst;
    Mat map_x, map_y;
     int ind = 0;
    
    • 2.加载一幅图像:
    UIImage * src1Image = [UIImage imageNamed:@"dog.jpg"];
         src  = [self cvMatFromUIImage:src1Image];
        UIImageView *imageView;
        imageView = [self createImageViewInRect:CGRectMake(0, 100, 150, 150)];
        [self.view addSubview:imageView];
        imageView.image  = [self UIImageFromCVMat:src];
    
    • 3.创建目标图像和两个映射矩阵.( x 和 y )
    dst.create( src.size(), src.type() );
    map_x.create( src.size(), CV_32FC1 );
    map_y.create( src.size(), CV_32FC1 );
    
    • 4.建立一个间隔1000毫秒的循环,每次循环执行更新映射矩阵参数并对源图像进行重映射处理(使用 mat_x 和 mat_y),然后把更新后的目标图像显示出来:
     [self createTimer:1 exeBlock:^{
            [self update_map];
            remap( src, dst, map_x, map_y, CV_INTER_LINEAR, BORDER_CONSTANT, Scalar(0,0, 0) );
            UIImageView *imageView;
            imageView = [self createImageViewInRect:CGRectMake(0, 250, 150, 150)];
            [self.view addSubview:imageView];
            imageView.image  = [self UIImageFromCVMat:dst];
        }];
    

    上面用到的重映射函数 remap. 参数说明:

    • src: 源图像
    • dst: 目标图像,与 src 相同大小
    • map_x: x方向的映射参数. 它相当于方法h(i,j)的第一个参数
    • map_y: y方向的映射参数. 注意 map_ymap_xsrc 的大小一致。
    • CV_INTER_LINEAR: 非整数像素坐标插值标志. 这里给出的是默认值(双线性插值).
    • BORDER_CONSTANT: 默认

    如何更新重映射矩阵 mat_x 和 mat_y? 请继续看:

    • 5.更新重映射矩阵: 我们将分别使用4种不同的映射:

    图像宽高缩小一半,并显示在中间:



    所有成对的参数(i,j)处理后都符合



    图像上下颠倒


    图像左右颠倒


    同时执行b和c的操作:


    结果

    QQ20191114-192717.gif

    github 地址

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