图像旋转算法与实现

1、.好吧,先下个定义，图像旋转是指图像以某一点为中心旋转一定的角度，形成一幅新的图像的过程。当然这个点通常就是图像的中心。既然是按照中 心旋转，自然会有这样一个属性：旋转前和旋转后的点离中心的位置不变根据这个属性，我们可以得到旋转后的点的坐标与原坐标的对应关系。由于原图像的坐标是以左上角为原点的，所以我们先把坐标转换为以图像中心为原点。假设原图像的宽为w,高为h, （ Xo,y 0）为原坐标内的一点，转换坐标后的点为（xi,yj。那么不难得到：xi = x 0 - w/2; y i = -y o + h/2;在新的坐标系下，假设点（xo,y 0）距离原点的距离为r,点与原点之间的连 线与x轴的夹

2、角为b,旋转的角度为a,旋转后的点为（xi,yi）,如下图所 示。那么有以下结论:Xo=rcosb ； yo=rsinb0cosa+y 0sina ；x1 = rcos(b-a) = rcosbcosa+rsinbsina=xy1=rsin(b-a)=rsinbcosa-rcosbsina=-x0sina+y 0cosa ；得到了转换后的坐标 , 我们只需要把这些坐标再转换为原坐标系即可。这 里还有一点要注意 , 旋转后的图像的长和宽会发生变化 , 因此要计算新图 像的长和宽。以下为源程序：1 #include "stdafx.h"2 #include <stdio.

3、h>3 #include <string>4 #include <math.h>5 #include <windows.h>6 using namespace std;78 #define PI 3/ 角度到弧度转化10 #define RADIAN(angle) (angle)*PI/180.0)1112 void Rotation(const string& srcFile,const string& desFile,int angle)13 14 BITMAPFILEHEADER bmfHeader;15

4、 BITMAPINFOHEADER bmiHeader;1617 FILE *pFile;18 if (pFile = fopen(srcFile.cstr(),"rb") = NULL)19 20 printf("open bmp file error.");21 exit(-1);22 23 / 读取文件和 Bitmap 头信息24 fseek(pFile,0,SEEKSET);25 fread(&bmfHeader,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,pFile);26 fread(&bmiHeader,sizeo

5、f(BITMAPINFOHEADER),1,pFile);27 / 先不支持小于 16 位的位图28 int bitCount = bmiHeader.biBitCount;29 if (bitCount < 16)30 31 exit(-1);32 33 int srcW = bmiHeader.biWidth;34 int srcH = bmiHeader.biHeight;35 /原图像每一行去除偏移量的字节数36 int lineSize = bitCount * srcW / 8;37 /偏移量 ,windows 系统要求每个扫描行按四字节对齐38 int alignBytes

6、 = (bmiHeader.biWidth * bitCount + 31) & 31) /8L39 - bmiHeader.biWidth * bitCount / 8L;40 / 原图像缓存41 int srcBufSize = lineSize * srcH;42 BYTE* srcBuf = new BYTEsrcBufSize;43 int i,j;44 / 读取文件中数据45 for (i = 0; i < srcH; i+)46 47 fread(&srcBuflineSize * i,lineSize,1,pFile);48 fseek(pFile,ali

7、gnBytes,SEEKCUR);49 50 / 以图像中心为原点左上角 , 右上角 , 左下角和右下角的坐标 , 用于计算 旋转后的图像的宽和高51 POINT pLT,pRT,pLB,pRB;52 pLT.x = -srcW/2;pLT.y = srcH/2;53 pRT.x = srcW/2;pRT.y = srcH/2;54 pLB.x = -srcW/2;pLB.y = -srcH/2;55 pRB.x = srcW/2; pRB.y = -srcH/2;56 / 旋转之后的坐标57 POINT pLTN,pRTN,pLBN,pRBN;58 double sina = sin(RAD

8、IAN(angle);59 double cosa = cos(RADIAN(angle);60 pLTN.x = pLT.x*cosa + pLT.y*sina;61 pLTN.y = -pLT.x*sina + pLT.y*cosa;62 pRTN.x = pRT.x*cosa + pRT.y*sina;63 pRTN.y = -pRT.x*sina + pRT.y*cosa;64 pLBN.x = pLB.x*cosa + pLB.y*sina;65 pLBN.y = -pLB.x*sina + pLB.y*cosa;66 pRBN.x = pRB.x*cosa + pRB.y*sina

9、;67 pRBN.y = -pRB.x*sina + pRB.y*cosa;68 / 旋转后图像宽和高69 int desWidth = max(abs(pRBN.x - pLTN.x),abs(pRTN.x - pLBN.x);70 int desHeight = max(abs(pRBN.y - pLTN.y),abs(pRTN.y - pLBN.y);71 / 分配旋转后图像的缓存72 int desBufSize = (desWidth * bitCount + 31) / 32) * 4 * desHeight;73 BYTE *desBuf = new BYTEdesBufSize

10、;74 / 将所有像素都预置为白色75 memset(desBuf,255,desBufSize);76 /新图像每一行字节数 , 带有偏移量77 int desLineSize = (desWidth * bitCount + 31) / 32) * 4;78 /通过新图像的坐标 , 计算对应的原图像的坐标79 for (i = 0; i < desHeight; i+)80 81 for (j = 0; j < desWidth; j+)82 83 / 转换到以图像为中心的坐标系 , 并进行逆旋转84 int tX = (j - desWidth / 2)*cos(RADIAN

11、(360 - angle) +(-i + desHeight / 2)*sin(RADIAN(360 - angle);85 int tY = -(j - desWidth / 2)*sin(RADIAN(360 - angle) +(-i + desHeight / 2)*cos(RADIAN(360 - angle);86 / 如果这个坐标不在原图像内 , 则不赋值87 if (tX > srcW / 2 | tX < -srcW / 2 | tY > srcH / 2 |tY < -srcH / 2)88 89 continue;90 91 /再转换到原坐标系下9

12、2 int tXN = tX + srcW / 2; int tYN = abs(tY - srcH / 2);93 /值拷贝94 memcpy(&desBufi * desLineSize + j * bitCount /8,&srcBuftYN * lineSize + tXN * bitCount / 8,3);95 96 9798 / 创建目标文件99 HFILE hfile = lcreat(desFile.cstr(),0);100 / 文件头信息101 BITMAPFILEHEADER nbmfHeader;102 nbmfHeader.bfType = 0x4D

13、42;103 nbmfHeader.bfSize = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER)104 + desWidth * desHeight * bitCount / 8;105 nbmfHeader.bfReserved1 = 0;106 nbmfHeader.bfReserved2 = 0;107 nbmfHeader.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER);108 /Bitmap 头信息BITMAPINFOHEADER bmi;109

14、 bmi.biSize=sizeof(BITMAPINFOHEADER);110 bmi.biWidth=desWidth;111 bmi.biHeight=desHeight;112 bmi.biPlanes=1;113 bmi.biBitCount=bitCount;114 bmi.biCompression=BIRGB;115 bmi.biSizeImage=0;116 bmi.biXPelsPerMeter=0;117 bmi.biYPelsPerMeter=0;118 bmi.biClrUsed=0;119 bmi.biClrImportant=0;121122 / 写入文件头信息1

15、23 lwrite(hfile,(LPCSTR)&nbmfHeader,sizeof(BITMAPFILEHEADER);124 / 写入 Bitmap 头信息125 lwrite(hfile,(LPCSTR)&bmi,sizeof(BITMAPINFOHEADER);126 / 写入图像数据127 lwrite(hfile,(LPCSTR)desBuf,desBufSize);128 lclose(hfile);129 130131 int main(int argc, char* argv)132 133 FILE *pFile;134 if (pFile = fopen("e：/t.bmp","rb") = NULL)135 136 printf(&