Manipulador de Quadrantes de Imagem 🖼️

Postado em 17/03/2024 Atualizado 22/04/2024

Por Ernane Ferreira 2 min de leitura

Um programa simples de processamento de imagem foi concebido para manipular quadrantes de uma imagem. Este programa oferece aos usuários a capacidade de selecionar quadrantes da imagem original e reposicioná-los conforme desejado na imagem resultante.

Seja $M$ uma matriz representando a imagem original com dimensões $M \times N$ , onde $M$ é o número de linhas (altura da imagem) e $N$ é o número de colunas (largura da imagem).

Para dividir a imagem em quadrantes, podemos criar quatro submatrizes $Q_{0}$ , $Q_{1}$ , $Q_{2}$ , $Q_{3}$ , onde:

\begin{array}{cc} Q_{0} & Q_{1} \\ Q_{2} & Q_{3} \end{array}

$Q_{0}$ corresponde à região superior esquerda da imagem original.
$Q_{1}$ corresponde à região superior direita da imagem original.
$Q_{2}$ corresponde à região inferior esquerda da imagem original.
$Q_{3}$ corresponde à região inferior direita da imagem original.

Cada uma dessas submatrizes terá dimensões $\frac{M}{2} \times \frac{N}{2}$ .

Portanto, podemos expressar matematicamente as submatrizes da seguinte forma:

\begin{aligned} Q_{0} & = M [0 : \frac{M}{2}, 0 : \frac{N}{2}] \\ Q_{1} & = M [0 : \frac{M}{2}, \frac{N}{2} : N] \\ Q_{2} & = M [\frac{M}{2} : M, 0 : \frac{N}{2}] \\ Q_{3} & = M [\frac{M}{2} : M, \frac{N}{2} : N] \end{aligned}

Onde $M [a : b, c : d]$ representa uma submatriz de $M$ que vai da linha $a$ até a linha $b$ e da coluna $c$ até a coluna $d$ . Com os quadrantes $Q_{0}$ , $Q_{1}$ , $Q_{2}$ e $Q_{3}$ definidos, podemos realizar a substituição na matriz original.

Este processo de divisão de quadrantes pode ser facilmente realizado no OpenCV da seguinte forma em C++:

  
cv::Mat quadrants[4];
quadrants[0] = image(cv::Rect(0, 0, image.cols / 2, image.rows / 2));
quadrants[1] = image(cv::Rect(image.cols / 2, 0, image.cols / 2, image.rows / 2));
quadrants[2] = image(cv::Rect(0, image.rows / 2, image.cols / 2, image.rows / 2));
quadrants[3] = image(cv::Rect(image.cols / 2, image.rows / 2, image.cols / 2, image.rows / 2));

Para realizar a substituição e montar uma nova imagem a partir dos novos quadrantes, podemos utilizar a seguinte função em C++:

  
cv::Mat mountImage(cv::Mat quadrants[4])
{
  cv::Mat image, quadrantsTop, quadrantsBottom;
  cv::hconcat(quadrants[0], quadrants[1], quadrantsTop);
  cv::hconcat(quadrants[2], quadrants[3], quadrantsBottom);
  cv::vconcat(quadrantsTop, quadrantsBottom, image);

  return image;
};

Para verificar o código completo, acesse: Github.com/ErnaneJ/pdi/quadrants

Executar 🚀

make main && ./main

Para usar uma imagem diferente de “biel.png”, altere a linha 5 correspondente à macro IMAGE_FILE.

Saída 🖼️

  
🖼️  Quadrants - [biel.png] 🖼️

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📍 Which quadrant do you want to replace 1º (1-4)? 3
📍 Which quadrant do you want to replace 2º (1-4)? 2
📍 Which quadrant do you want to replace 3º (1-4)? 4
📍 Which quadrant do you want to replace 4º (1-4)? 1

💡 Do you want to show the quadrants individually (y/n)? y

✅ Quadrants successfully manipulated!

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🎓 Sudent: Ernane Ferreira - DCA0445