OpenCv之图像缩放翻转和拼接

[一、图像插值原理（缩放 / 旋转的基础）](#一、图像插值原理（缩放 / 旋转的基础）)

[1.1 问题由来](#1.1 问题由来)

[1.2. 常见插值方法](#1.2. 常见插值方法)

[1.3. 双线性插值原理](#1.3. 双线性插值原理)

二、图像缩放：cv::resize()

[2.1. 函数原型](#2.1. 函数原型)

[2.2. 应用场景](#2.2. 应用场景)

三、图像翻转：cv::flip()

[3.1. 函数原型](#3.1. 函数原型)

[3.2. 应用场景](#3.2. 应用场景)

四、图像拼接

[4.1. 函数原型](#4.1. 函数原型)

[4.2. 应用场景](#4.2. 应用场景)

五、应用代码举例

5.1缩放反转和拼接代码举例

[5.2 实际效果展示](#5.2 实际效果展示)

一、图像插值原理（缩放 / 旋转的基础）

1.1 问题由来

当我们把图像放大 / 缩小 / 旋转 时，目标图像的像素坐标会对应到原图像的非整数坐标 （比如 (120.3, 45.7)），而原图像只有整数坐标的像素值，这就需要通过插值算法来估算这个非整数坐标的像素值。

1.2. 常见插值方法

插值方法	核心逻辑	优点	缺点	适用场景
最近邻插值（INTER_NEAREST）	取最近的整数坐标像素值	速度最快，计算简单	边缘锯齿明显，画质差	放大图标 / 文字、实时性要求高的场景
线性插值（INTER_LINEAR）	取 2 个邻点的线性加权平均	速度快，效果比最近邻好	边缘仍有轻微模糊	图像缩小、实时视频流
双线性插值（INTER_LINEAR，OpenCV 默认）	取 4 个邻点的二维线性加权	效果平滑，无锯齿	计算稍慢	通用缩放、日常图像处理（默认选择）
双三次插值（INTER_CUBIC）	取 16 个邻点的三次多项式拟合	画质最优，边缘清晰	计算最慢	高清图像放大、摄影后期
Lanczos 插值（INTER_LANCZOS4）	基于 sinc 函数的高阶插值	细节保留最好	计算最慢，易产生振铃	专业图像修复、超分辨率

1.3. 双线性插值原理

目标点 p(u,v) 落在 4 个已知点 p(u₀,v₀)、p(u₁,v₀)、p(u₀,v₁)、p(u₁,v₁) 之间：

先在水平方向做两次线性插值，得到 p(u,v₀) 和 p(u,v₁)；
再在垂直方向做一次线性插值，得到最终的 p(u,v)。

f(u,v0)f(u,v1)f(u,v)=(u1−u)f(u0,v0)+(u−u0)
f(u1,v0)=(u1−u)f(u0,v1)+(u−u0)
f(u1,v1)=(v1−v)f(u,v0)+(v−v0)f(u,v1)

二、图像缩放：`cv::resize()`

2.1. 函数原型

复制代码

void cv::resize(
    InputArray src,        // 输入图像
    OutputArray dst,       // 输出图像（类型与src一致）
    Size dsize,            // 目标尺寸（Size(w,h)）
    double fx = 0,         // 水平缩放比例（优先dsize）
    double fy = 0,         // 垂直缩放比例（优先dsize）
    int interpolation = INTER_LINEAR  // 插值方法
);

两种传参方式 ：
1. 直接指定目标尺寸：dsize = Size(640, 480)；
2. 指定缩放比例：fx=0.5, fy=0.5（缩小为原来的 1/2），此时 dsize 传 Size()。

2.2. 应用场景

适配显示：将高分辨率图像缩放到适合屏幕 / 控件的尺寸；
减少计算：将大图缩小后再做特征检测 / 深度学习，提升速度；
图像放大：将小图放大用于预览 / 打印（需配合高质量插值）。

三、图像翻转：`cv::flip()`

3.1. 函数原型

复制代码

void cv::flip(
    InputArray src,    // 输入图像
    OutputArray dst,   // 输出图像（尺寸/类型/通道数与src一致）
    int flipCode       // 翻转方式
);

flipCode 取值 ：
- flipCode > 0：绕 Y 轴 翻转（水平翻转，左右镜像）；
- flipCode = 0：绕 X 轴 翻转（垂直翻转，上下颠倒）；
- flipCode < 0：同时绕 X、Y 轴翻转（180° 旋转）。

3.2. 应用场景

数据增强：深度学习训练时，翻转图像增加样本多样性；
镜像预览：相机预览 / 自拍时，显示镜像效果更符合直觉；
图像校正：扫描 / 拍摄时方向颠倒，用翻转校正。

四、图像拼接

4.1. 函数原型

复制代码

// 水平拼接（左右拼）：要求两张图**高度一致**
void cv::hconcat(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst);
// 垂直拼接（上下拼）：要求两张图**宽度一致**
void cv::vconcat(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst);

注意：拼接的图像必须通道数相同、数据类型相同。

4.2. 应用场景

结果对比：将原图 / 处理后图并排展示，方便调试；
全景拼接：多张相邻图像拼接成全景图；
多图排版：生成对比报告、海报排版。

五、应用代码举例

5.1缩放反转和拼接代码举例

cpp 复制代码

void testResize()
{
	Mat GrayMat = imread(R"(D:\Study\OpenCvStudy\lean.jpg)", ImreadModes::IMREAD_GRAYSCALE);
	//图像缩放
	Mat resizeMat1, resizeMat2, resizeMat3;
	resize(GrayMat, resizeMat1, Size(200, 400), 0, 0, INTER_NEAREST);
	resize(GrayMat, resizeMat2, Size(200, 400), 0, 0, INTER_LINEAR);
	resize(GrayMat, resizeMat3, Size(200, 400), 0, 0, INTER_CUBIC);


	//图像反转
	Mat flipH,flipV,flipHV;
	flip(GrayMat, flipH, 0);//0 x 正值 y  负值 xy中心对称
	flip(GrayMat, flipV, 1);
	flip(GrayMat, flipHV, -1);

	//图像拼接
	Mat catH,catV;
	hconcat(GrayMat, flipV, catH);
	vconcat(GrayMat, flipH, catV);

	waitKey();

}

5.2 实际效果展示

翻转

拼接

缩放