Python Scipy – ndimage.interpolation.geometric_transform()函数

简介

scipy.ndimage.interpolation.geometric_transform()函数是scipy库中的一种插值技术。这个技术可以用来实现像素级别的图像变形，比如旋转、缩放、平移等。在实现这种变形的过程中，该函数在图像的像素上进行插值，以获得平滑变形结果。

语法

scipy.ndimage.interpolation.geometric_transform(func, output_shape=None, mapping=None, order=None, mode='constant', cval=0.0, extra_arguments=(), extra_keywords=None, prefilter=True)

参数说明：

• func：自定义的函数，将被用来进行插值变换。
• output_shape：表示输出图像的形状，可以是一个元组或者None。如果是None，那么output_shape将会自动计算。
• mapping：表示自定义的变换函数，可以是一个元组或者None。如果是None，那么mapping将会自动计算。
• order：表示插值函数的阶数，默认为3。
• mode：表示填充模式。
• cval：当边界模式选择为常量模式时，该参数用来表示边界填充的值。
• extra_arguments：额外的参数元组。
• extra_keywords：表示特殊的参数字典。
• prefilter：表示是否对输出进行预过滤。

例子

下面的例子演示如何使用scipy.ndimage.interpolation.geometric_transform()进行一个简单的图像变换。我们将使用一个原始的图像，对其进行旋转、缩放和平移，以展示该函数的功能。

import numpy as np
from scipy import ndimage, misc
import matplotlib.pyplot as plt

def my_rotate(x, y, theta):
    """
    自定义的旋转函数，将被用来进行插值变换
    """
    sine = np.sin(theta)
    cosine = np.cos(theta)
    return x * cosine + y * sine, -x * sine + y * cosine

def my_scaling(x, y, m, n):
    """
    自定义的缩放函数，将被用来进行插值变换
    """
    return x / m, y / n

def my_translation(x, y, tx, ty):
    """
    自定义的平移函数，将被用来进行插值变换
    """
    return x - tx, y - ty

# 读取图片
img = misc.ascent()

# 构建三个不同的变换函数
theta = np.pi / 6
mapping_rotation = lambda x, y : my_rotate(x, y, theta)
mapping_scaling = lambda x, y : my_scaling(x, y, 2, 2)
mapping_translation = lambda x, y : my_translation(x, y, 20, -30)

# 应用变换函数
rotated = ndimage.interpolation.geometric_transform(img, mapping_rotation)
scaled = ndimage.interpolation.geometric_transform(img, mapping_scaling)
translated = ndimage.interpolation.geometric_transform(img, mapping_translation)

# 绘制变换后的图片
plt.subplot(221)
plt.imshow(img, cmap='gray')
plt.title('Original')
plt.subplot(222)
plt.imshow(rotated, cmap='gray')
plt.title('Rotated')
plt.subplot(223)
plt.imshow(scaled, cmap='gray')
plt.title('Scaled')
plt.subplot(224)
plt.imshow(translated, cmap='gray')
plt.title('Translated')
plt.show()

这个程序会在屏幕上显示原始的图片和进行了旋转、缩放和平移的图片。在这个例子中，我们分别进行了三种不同类型的变换，以展示scipy.ndimage.interpolation.geometric_transform()函数的强大功能。

结论

在本篇文章中，我们介绍了scipy.ndimage.interpolation.geometric_transform()函数，这个函数用来实现像素级别的图像变形，比如旋转、缩放、平移等。我们还展示了如何利用自定义的函数来实现不同类型的变形。如果你要实现图像处理功能，那么这个函数会是一个非常有用的工具。