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【Halcon】 affine_trans_image 算子详解

news 来源：原创 2025/5/30 18:51:55

📌 算子签名

affine_trans_image(Image : ImageAffineTrans : HomMat2D, Interpolation, AdaptImageSize)

Image：输入图像。
ImageAffineTrans：输出变换后的图像。
HomMat2D：描述仿射变换的 2D 齐次变换矩阵。
Interpolation：插值方法，决定变换时的像素值计算方式。
AdaptImageSize：布尔值，指示是否调整输出图像尺寸以适应变换后的图像。

🧠 算法原理

affine_trans_image 通过应用仿射变换矩阵 HomMat2D，对输入图像进行几何变换。该矩阵可以通过以下算子生成：([博客园][2])

hom_mat2d_identity：创建单位矩阵。
hom_mat2d_translate：添加平移。
hom_mat2d_rotate：添加旋转。
hom_mat2d_scale：添加缩放。

这些变换可以组合使用，以实现复杂的图像变换。

⚙️ 参数详解

1. HomMat2D（仿射变换矩阵）

该矩阵定义了图像的几何变换，包括：

缩放：调整图像尺寸。
旋转：围绕指定点旋转图像。
平移：移动图像位置。
倾斜（斜切）：改变图像形状。

可以通过组合上述算子生成所需的变换矩阵。

2. Interpolation（插值方法）

决定变换后像素值的计算方式，常用方法包括：

‘nearest_neighbor’：最近邻插值，速度快，但可能导致图像锯齿。
‘bilinear’：双线性插值，平衡速度和质量。
‘constant’：在图像边界外使用常数值填充。
‘weighted’：加权插值，适用于高质量需求。

3. AdaptImageSize（是否调整图像尺寸）

‘true’：输出图像尺寸会根据变换自动调整，避免裁剪。
‘false’：输出图像尺寸与输入图像相同，可能导致部分区域被裁剪。

📐 坐标系注意事项

在 HALCON 中，affine_trans_image 使用的坐标系原点位于图像的左上角（像素的左上角），而非像素中心。这与某些算子（如 affine_trans_pixel）一致，但与 HALCON 的标准坐标系（原点在像素中心）不同。因此，在创建变换矩阵时，需注意坐标系的一致性，以避免意外的变换结果。

💻 示例代码

以下是一个使用 affine_trans_image 进行图像旋转和缩放的示例：

read_image(Image, 'example_image')
hom_mat2d_identity(HomMat2DIdentity)
hom_mat2d_rotate(HomMat2DIdentity, rad(45), 256, 256, HomMat2DRotate)
hom_mat2d_scale(HomMat2DRotate, 1.5, 1.5, 256, 256, HomMat2DScale)
affine_trans_image(Image, ImageAffineTrans, HomMat2DScale, 'bilinear', 'true')

该示例中，图像首先绕点 (256, 256) 旋转 45 度，然后以同一点为中心进行 1.5 倍的缩放，最后应用双线性插值，并调整输出图像尺寸以适应变换后的图像。