图像旋转是一种常见的图像处理操作，在旋转过程中，最近邻插值法（Nearest Neighbor Interpolation）是一种简单而有效的插值算法。该算法通过选择离目标位置最近的原始图像像素来计算目标图像像素的值。
具体实现步骤如下：
- 计算旋转中心点，通常是图像的中心点。如果有特殊需求，可以根据实际情况选择旋转中心。
- 遍历目标图像的每个像素，计算它在原始图像中对应的位置。
- 将目标图像坐标平移到旋转中心上。
- 计算目标图像坐标绕旋转中心旋转后的位置，可以使用旋转矩阵的变换公式。
- 将旋转后的坐标平移回原来的位置。
- 根据计算出的原始图像坐标，确定与之最近的原始图像像素位置。
- 将原始图像中最近的像素值赋给目标图像对应的像素。
以下是一个简化的示例代码，展示了最近邻插值算法的实现：
#include <iostream>
#include <cmath>
// 图像旋转（最近邻插值法）
void rotateImage(const unsigned char* srcImage, int srcWidth, int srcHeight,
unsigned char* dstImage, int dstWidth, int dstHeight, float angle) {
float centerX = srcWidth / 2.0f;
float centerY = srcHeight / 2.0f;
float radian = -angle * 3.14159f / 180.0f; // 角度转弧度
float cosVal = std::cos(radian);
float sinVal = std::sin(radian);
for (int y = 0; y < dstHeight; ++y) {
for (int x = 0; x < dstWidth; ++x) {
// 将目标图像坐标平移到旋转中心上
float srcX = x - centerX;
float srcY = y - centerY;
// 计算目标图像坐标绕旋转中心旋转后的位置
float rotX = srcX * cosVal - srcY * sinVal;
float rotY = srcX * sinVal + srcY * cosVal;
// 将旋转后的坐标平移回原来的位置
float srcXOld = rotX + centerX;
float srcYOld = rotY + centerY;
// 找到最近的原始图像像素位置
int srcXNearest = static_cast<int>(round(srcXOld));
int srcYNearest = static_cast<int>(round(srcYOld));
// 将原始图像最近的像素值赋给目标图像对应的像素
int srcIndex = srcYNearest * srcWidth + srcXNearest;
int dstIndex = y * dstWidth + x;
dstImage[dstIndex] = srcImage[srcIndex];
}
}
}
int main() {
// 原始图像尺寸和数据
int srcWidth = 4;
int srcHeight = 4;
unsigned char srcImage[] = {
1, 2, 3, 4,
5, 6, 7, 8,
9, 10, 11, 12,
13, 14, 15, 16
};
// 目标图像尺寸和数据
int dstWidth = 4;
int dstHeight = 4;
unsigned char dstImage[16] = { 0 };
// 图像旋转角度
float angle = 45.0f;
// 使用最近邻插值算法进行图像旋转
rotateImage(srcImage, srcWidth, srcHeight, dstImage, dstWidth, dstHeight, angle);
// 输出目标图像像素值
for (int y = 0; y < dstHeight; ++y) {
for (int x = 0; x < dstWidth; ++x) {
std::cout << static_cast<int>(dstImage[y * dstWidth + x]) << " ";
}
std::cout << std::endl;
}
return 0;
}该示例中，我们首先定义了一个4x4的原始图像和一个4x4的目标图像。然后使用最近邻插值算法对原始图像进行逆时针旋转45度，得到目标图像。最后输出目标图像的像素值。
需要注意的是，该示例中的旋转中心点为原始图像的中心点，角度为逆时针旋转。对于实际应用中的图像旋转，还可能涉及边界处理、图像通道数等更复杂的情况。建议在实际应用中使用现有的图像处理库或函数来实现图像旋转操作。
