CC++ 中的图像缩放和旋转

作者:编程家 分类: c++ 时间:2025-06-21

图像处理是计算机科学中一个重要的领域,而图像缩放和旋转是图像处理中常用的操作之一。在C/C++语言中,有许多库和算法可以实现图像缩放和旋转的功能。本文将介绍C/C++中的图像缩放和旋转,并提供相应的案例代码。

图像缩放

图像缩放是指改变图像的尺寸大小,可以将图像放大或缩小。在C/C++中,常用的图像缩放算法有最近邻插值法、双线性插值法和双三次插值法等。

最近邻插值法是一种简单而直观的图像缩放算法。它的原理是根据目标图像中每个像素在原图像中的对应位置,选择离该位置最近的像素值作为目标像素的值。以下是最近邻插值法的示例代码:

c++

void nearestNeighborScale(unsigned char* srcImage, int srcWidth, int srcHeight,

unsigned char* dstImage, int dstWidth, int dstHeight) {

float scaleX = (float)srcWidth / dstWidth;

float scaleY = (float)srcHeight / dstHeight;

for (int y = 0; y < dstHeight; y++) {

for (int x = 0; x < dstWidth; x++) {

int srcX = (int)(x * scaleX);

int srcY = (int)(y * scaleY);

dstImage[y * dstWidth + x] = srcImage[srcY * srcWidth + srcX];

}

}

}

双线性插值法是一种常用的图像缩放算法,它通过对目标像素周围的四个原像素进行加权平均来计算目标像素的值。以下是双线性插值法的示例代码:

c++

void bilinearInterpolationScale(unsigned char* srcImage, int srcWidth, int srcHeight,

unsigned char* dstImage, int dstWidth, int dstHeight) {

float scaleX = (float)srcWidth / dstWidth;

float scaleY = (float)srcHeight / dstHeight;

for (int y = 0; y < dstHeight; y++) {

for (int x = 0; x < dstWidth; x++) {

float srcX = x * scaleX;

float srcY = y * scaleY;

int x1 = (int)srcX;

int y1 = (int)srcY;

int x2 = x1 + 1;

int y2 = y1 + 1;

float dx = srcX - x1;

float dy = srcY - y1;

unsigned char value1 = srcImage[y1 * srcWidth + x1];

unsigned char value2 = srcImage[y1 * srcWidth + x2];

unsigned char value3 = srcImage[y2 * srcWidth + x1];

unsigned char value4 = srcImage[y2 * srcWidth + x2];

float newValue = (1 - dx) * (1 - dy) * value1 +

dx * (1 - dy) * value2 +

(1 - dx) * dy * value3 +

dx * dy * value4;

dstImage[y * dstWidth + x] = (unsigned char)newValue;

}

}

}

图像旋转

图像旋转是指将图像按照一定角度进行旋转变换。在C/C++中,常用的图像旋转算法有最邻近插值法、双线性插值法和双三次插值法等。

最邻近插值法是一种简单的旋转算法,它的原理是根据目标图像中每个像素在原图像中的对应位置,选择离该位置最近的像素值作为目标像素的值。以下是最邻近插值法的示例代码:

c++

void nearestNeighborRotate(unsigned char* srcImage, int srcWidth, int srcHeight,

unsigned char* dstImage, int dstWidth, int dstHeight, float angle) {

float centerX = (float)srcWidth / 2;

float centerY = (float)srcHeight / 2;

float radian = angle * 3.14159f / 180.0f;

for (int y = 0; y < dstHeight; y++) {

for (int x = 0; x < dstWidth; x++) {

float srcX = centerX + (x - centerX) * cos(radian) - (y - centerY) * sin(radian);

float srcY = centerY + (x - centerX) * sin(radian) + (y - centerY) * cos(radian);

int nearestX = (int)(srcX + 0.5f);

int nearestY = (int)(srcY + 0.5f);

if (nearestX >= 0 && nearestX < srcWidth && nearestY >= 0 && nearestY < srcHeight) {

dstImage[y * dstWidth + x] = srcImage[nearestY * srcWidth + nearestX];

}

}

}

}

双线性插值法是一种常用的旋转算法,它通过对目标像素周围的四个原像素进行加权平均来计算目标像素的值。以下是双线性插值法的示例代码:

c++

void bilinearInterpolationRotate(unsigned char* srcImage, int srcWidth, int srcHeight,

unsigned char* dstImage, int dstWidth, int dstHeight, float angle) {

float centerX = (float)srcWidth / 2;

float centerY = (float)srcHeight / 2;

float radian = angle * 3.14159f / 180.0f;

for (int y = 0; y < dstHeight; y++) {

for (int x = 0; x < dstWidth; x++) {

float srcX = centerX + (x - centerX) * cos(radian) - (y - centerY) * sin(radian);

float srcY = centerY + (x - centerX) * sin(radian) + (y - centerY) * cos(radian);

int x1 = (int)srcX;

int y1 = (int)srcY;

int x2 = x1 + 1;

int y2 = y1 + 1;

float dx = srcX - x1;

float dy = srcY - y1;

unsigned char value1 = srcImage[y1 * srcWidth + x1];

unsigned char value2 = srcImage[y1 * srcWidth + x2];

unsigned char value3 = srcImage[y2 * srcWidth + x1];

unsigned char value4 = srcImage[y2 * srcWidth + x2];

float newValue = (1 - dx) * (1 - dy) * value1 +

dx * (1 - dy) * value2 +

(1 - dx) * dy * value3 +

dx * dy * value4;

dstImage[y * dstWidth + x] = (unsigned char)newValue;

}

}

}

案例代码

下面是一个使用OpenCV库实现图像缩放和旋转的案例代码:

c++

#include

int main() {

// 读取原始图像

cv::Mat srcImage = cv::imread("lena.jpg");

// 图像缩放

cv::Mat scaledImage;

cv::resize(srcImage, scaledImage, cv::Size(300, 300));

// 图像旋转

cv::Mat rotatedImage;

cv::Point2f center(scaledImage.cols / 2, scaledImage.rows / 2);

cv::Mat rotationMatrix = cv::getRotationMatrix2D(center, 45, 1);

cv::warpAffine(scaledImage, rotatedImage, rotationMatrix, scaledImage.size());

// 显示结果图像

cv::imshow("Original", srcImage);

cv::imshow("Scaled", scaledImage);

cv::imshow("Rotated", rotatedImage);

cv::waitKey(0);

return 0;

}

以上代码使用OpenCV库读取原始图像,并通过`resize`函数实现图像缩放,通过`getRotationMatrix2D`函数和`warpAffine`函数实现图像旋转。最后,通过`imshow`函数显示结果图像。

本文介绍了C/C++中的图像缩放和旋转,并提供了相应的案例代码。图像缩放可以通过最近邻插值法和双线性插值法实现,图像旋转可以通过最近邻插值法和双线性插值法实现。在实际应用中,还可以根据具体需求选择合适的算法和库来实现图像缩放和旋转。图像处理是一个广阔的领域,还有许多其他的图像处理操作等待我们去探索和应用。