在Python中围绕指定的原点旋转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）以某个角度旋转。一直以来，我都使用Scipy的旋转方法来旋转图像。但是，我迷迷糊糊，因为旋转始终围绕图像的中心进行。对于512x512像素，旋转中心应围绕点（x，y）128,128。如何使用自定义旋转中心旋转图像，比方说（x，y）20,128？

Answer 1

如果不能使用OpenCV，则可以使用NumPy（import numpy as np）和SciPy（from scipy import ndimage）通过以下方式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，并且图像大小加倍：

   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pivot此处的图像形状按行-列顺序，但按XY或列-行顺序。您可能需要不同地定义它。）

1. 围绕图像中心旋转图像（此处旋转角度为45度）：

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

请注意，由于我们将自己裁剪图像，因此不允许重塑图像。

1. 裁剪图像，使枢轴点位于其原始位置。因此，我们只需将步骤1的填充反转即可：

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

您可以在以下绘图中看到不同的步骤（原始图像，填充，旋转，裁剪；在（100，300）周围45度）。

将其包装在一个方便的函数中可得出：

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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更新资料

对于彩色图像，您必须避免在填充时添加更多通道（第3维为零填充）：

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

不要忘记对0“ before”和“ after”填充都使用a 。否则你会得到一个ValueError。