带插值的仿射变换答案

【问题标题】：Affine transform with interpolation带插值的仿射变换
【发布时间】：2011-12-13 08:06:21
【问题描述】：

我想在分辨率非常低的位图上进行仿射变换，并希望在保留最大信息量的同时进行。

我的输入数据是 1 位 64×64 像素的手写字符图像，我的输出将是灰度和更高分辨率。在分析图像后，我构建了一系列仿射变换（旋转、缩放、剪切、平移），我可以将它们相乘成一个仿射变换矩阵。

我的问题是，鉴于 输入图像 和我计算的 仿射变换矩阵，我怎样才能以尽可能高的质量计算我的输出图像？我读过有关不同插值技术的文章，但所有文章都是关于如何为缩放进行插值，而不是针对一般仿射变换。

这是一个演示，它正在做我正在寻找的东西。给定一个仿射变换矩阵和一个插值技术，它会计算出一幅图像。

http://bigwww.epfl.ch/demo/jaffine/index.html

如果我有较低分辨率的 1 位输入和给定的 T 仿射变换矩阵，您能解释一下计算更高分辨率（例如 4 倍）灰度图像所需的步骤吗？

你能把我链接到一些源代码或教程或文章甚至可能是书籍，了解如何使用仿射变换实现线性、三次或更好的插值？

我需要在Java中实现这个问题，我知道Java有一个Affine类，但我不知道它是否实现了插值。你知道任何 C++ 或 Java 库，有什么好读的代码来弄清楚如何编写使用插值进行仿射变换的算法？

是否有任何免费的 Java 或 C++ 库，它们具有使用插值计算仿射变换的内置函数？

【问题讨论】：

您可以使用 java2d api 在 java 中使用抗锯齿进行仿射变换
您是否考虑过使用比标准位图图像缩放更好的 SVG 图像？ Apache 的 Batik library 与 Java 一起工作，我相信可以为您处理这个问题。
@sibbo：对形状有帮助，但对位图图像没有帮助。
你也可以变换图片
微软研究院有一篇很棒的论文将像素艺术转换为矢量图形，如果您对新的发展感兴趣：research.microsoft.com/en-us/um/people/kopf/pixelart/index.html

标签： java c++ image-processing interpolation

【解决方案1】：

您链接到的同一个人拥有一个带有多个插值选项的 C 实现 here。您可能可以使用 JNI 来包装它。还有JavaCV，它封装了OpenCV。 OpenCV 包含带有插值的 warpAffine。另外，请查看Java Advanced Imaging API here。

【讨论】：

【解决方案2】：

好的，这是我最终得到的解决方案。

我将所有数组[][] 转换为 BufferedImage 对象

static BufferedImage BImageFrom2DArray(float data[][]) {
    int width = data.length;
    int height = data[0].length;
    BufferedImage myimage = new BufferedImage(width, height,  BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
    for (int x = 0; x < width; x++) {
        for (int y = 0; y < height; y++) {
            int value = (int) ((1f - data[x][y]) * 255f);
            myimage.setRGB(y, x, (value << 16) | (value << 8) | value);
        }
    }
    return myimage;
}

使用带有插值双三次的 AffineTransformOp 应用仿射变换

    AffineTransformOp op = new AffineTransformOp(tx, AffineTransformOp.TYPE_BICUBIC);
    BufferedImage im_transformed = op.filter(im_src, null);

将BufferedImage对象转回array[][]：

    static float[][] ArrayFromBImage(BufferedImage bimage, int width, int height) {
    int max_x = bimage.getWidth();
    int max_y = bimage.getHeight();
    float[][] array = new float[width][height];
    for (int x = 0; x < width; x++) {
        for (int y = 0; y < height; y++) {
            float red, alpha, value;
            int color;
            if (x >= max_x || y >= max_y) {
                array[y][x] = 0;
            } else {
                color = bimage.getRGB(x, y);
                alpha = (color >> 24) & 0xFF;
                red = (color >> 16) & 0xFF;
                value = 1f - red / 255;
                if (alpha == 0) {
                    array[y][x] = 0;
                } else {
                    array[y][x] = value;
                }
            }
        }
    }
    return array;
    }

【讨论】：