算法：WarpAffine 仿射平移

void WarpAffine(
    Mat src,
    Mat dst,
    Mat M,
    Size dsize,
    InterpolationFlags flags = InterpolationFlags.Linear,
    BorderTypes borderMode = BorderTypes.Constant,
    Scalar borderValue = default
)

平移矩阵

[1, 0, tx]
[0, 1, ty]

• tx：X 轴偏移
  • 范围：- 图像宽度～图像宽度
  • 正负：正数向右、负数向左
• ty：Y 轴偏移
  • 范围：- 图像高度～图像高度
  • 正负：正数向下、负数向上

逐个参数详细说明

1. Mat src

• 作用：输入原始图像矩阵
• 要求：必须是已经加载、非空的有效Mat，支持单通道 / 多通道灰度图、彩色图
• 注意：函数不会修改原图，只读取像素

2. Mat dst

• 作用：输出变换后的图像矩阵
• 大小由第 4 个参数dsize决定，通道数、数据类型和src保持一致
• 使用完必须Dispose()，建议配合using防止内存泄漏

3. Mat M 【核心变换矩阵】

• 格式强制要求：2 行 3 列，数据类型必须是 CV_32F(float) / CV_64F(double)
• 矩阵含义（仿射变换通用公式）： [x′y′​]=[M00​M10​​M01​M11​​M02​M12​​]⋅​xy1​​
• 平移场景：M00​=1,M01​=0,M02​=OffsetX; M10​=0,M11​=1,M12​=OffsetY
• 旋转 + 平移：用GetRotationMatrix2D生成该矩阵

4. Size dsize

• 作用：指定输出图像dst的宽、高
• 常用写法：src.Size() → 输出尺寸和原图一致
• 若设置更大尺寸：可以把图像平移到原图可视区域外，保留完整像素不被裁剪
• 若设置更小尺寸：超出部分会被直接裁剪

5. InterpolationFlags flags 插值方式

图像变换后像素坐标大概率是小数，需要通过插值计算新像素值，常用枚举：

表格

6. BorderTypes borderMode 边界填充模式

当像素变换后坐标超出原图宽高范围时，用哪种方式填充空白区域：

1. Constant（默认）：固定纯色填充，配合第 7 个参数borderValue设置颜色（你的黑色背景就是这个）
2. Replicate：复制图像最边缘像素向外延展，不会出现黑边，适合图像配准场景
3. Wrap：循环平铺图像，类似壁纸重复
4. Reflect：镜像反射填充
5. Reflect101：镜像填充（边缘像素只镜像一次，最常用的无黑边填充）

7. Scalar borderValue

• 仅在 borderMode = BorderTypes.Constant 时生效
• 边界填充的颜色：
  • 灰度图：Scalar.Black / Scalar.White
  • BGR 彩色图：new Scalar(0,0,0)黑色、new Scalar(255,255,255)白色

底层坐标计算公式

对原图每个像素 (x,y)：

xnew​ynew​​=M00​⋅x+M01​⋅y+M02​=M10​⋅x+M11​⋅y+M12​​​

如果 (xnew​,ynew​) 超出原图范围，就按borderMode填充边界色；否则用插值取原图像素。

public override Mat Execute(Mat src)
{
    if (src == null || src.Empty()) return new Mat();

    Mat dst = new Mat();
    // 生成平移矩阵
    Mat transMat = Cv2.GetRotationMatrix2D(new Point2f(0, 0), 0, 1);
    transMat.Set(0, 2, OffsetX);
    transMat.Set(1, 2, OffsetY);

    // 执行仿射变换
    Cv2.WarpAffine(
        src,
        dst,
        transMat,
        src.Size(),
        InterpolationFlags.Linear,
        BorderTypes.Constant,
        Scalar.Black
    );

    transMat.Dispose(); // 释放矩阵
    return dst;
}

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