(1-2)投影变换 仿射变换与投影变换

仿射变换与投影变换

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仿射变换和单应矩阵

首先明确:二者的应用场景相同,都是针对二维图片的变换。仿射变换affine是透视变换的子集,透视变换是通过homography单应矩阵实现的。

从数学的角度,homography即H阵,是一个秩为3的可逆矩阵:

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仿射矩阵是:

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由于第三行没有未知数,仿射矩阵最常用的是两行三列的形式。计算H阵需要4对不共线点,计算仿射阵只需要3对不共线的点。

通常会才用RANSAC方法从多对匹配点中计算得到精确、鲁棒的结果。affine一般比homography更稳定一些,所以可以先计算affine,然后再用affine作为homography的初始值,进行非线性优化。

仿射变换的实际意义

仿射变换在图形中的变换包括:平移、缩放、旋转、斜切及它们的组合形式。这些变换的特点是:平行关系和线段的长度比例保持不变。

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平移变换

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数学形式:

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矩阵形式:

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尺度变换

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矩阵形式:

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旋转变换

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矩阵形式:

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刚体运动:旋转缩放平移

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矩阵形式:

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斜切变换

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矩阵表示:

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这个也是更为一般的仿射变换的形式,xy轴的旋转是两个自由度。

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