在Python中围绕指定原点旋转2D图像

Question

我有一个512x512像素的2D图像，我想在某个原点（旋转中心）以一定角度旋转。这一次，我使用Scipy用旋转方法旋转图像。但是，我被绊倒了，因为旋转总是在图像中心周围完成。对于512x512像素，旋转中心应该在点（x，y）128,128附近。如何使用自定义旋转中心旋转图像，让我们说围绕（x，y）20,128？

Answer 1

如果OpenCV不是一个选项，您可以通过以下方式使用NumPy（import numpy as np）和SciPy（from scipy import ndimage）围绕所谓的枢轴点进行图像旋转：

1. 填充图像img，使枢轴点位于图像中心，图像尺寸加倍：

   padX = [img.shape[1] - pivot[0], pivot[0]]
   padY = [img.shape[0] - pivot[1], pivot[1]]
   imgP = np.pad(img, [padY, padX], 'constant')
   

   （虽然图像形状按行列顺序排列，pivot在此处为X-Y或列行顺序。您可能希望以不同方式定义它。）

2. 围绕中心旋转图像（此处旋转角度为45度）：

   imgR = ndimage.rotate(imgP, 45, reshape=False)
   

   请注意，我们不允许重塑图像，因为我们会自行裁剪图像。

3. 裁剪图像，使枢轴点位于其原始位置。因此，我们只需从第1步中反转填充：

   imgC = imgR[padY[0] : -padY[1], padX[0] : -padX[1]]
   

您可以在下图中看到不同的步骤（原始图像，填充，旋转，裁剪; 45度左右（100,300））。



将它包装在一个方便的函数中会产生：

def rotateImage(img, angle, pivot):
    padX = [img.shape[1] - pivot[0], pivot[0]]
    padY = [img.shape[0] - pivot[1], pivot[1]]
    imgP = np.pad(img, [padY, padX], 'constant')
    imgR = ndimage.rotate(imgP, angle, reshape=False)
    return imgR[padY[0] : -padY[1], padX[0] : -padX[1]]

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<强>更新

对于彩色图像，您必须避免在填充时添加更多通道（第三维零填充）：

imgP = np.pad(img, [padY, padX, [0, 0]], 'constant')

不要忘记在“之前”和“之后”填充中使用0。否则你会得到一个ValueError。