Сдвиг координат на один пиксель

Я пытаюсь создать прототип алгоритма для поиска координат шара на тарелке, и я хочу сделать его максимально эффективным, потому что мне нужно реализовать его в FPGA. Изображения шара и пластины не всегда имеют одинаковую ориентацию, поэтому мне нужно сместить координаты центра мяча на основе координат углов пластины.

Чтобы понять, что я имею в виду, посмотрите изображение ниже, где белый лист представляет пластину.

введите описание изображения здесь

Сейчас я уже нашел способ определить координаты шара на картинке и координаты углов тарелки на картинке, но я хочу узнать, где находится шар на тарелке.

Я попытался сделать некоторые вещи с помощью getPerspectiveTransform () и wrapPerspective (), и это сработало, но это связано с большим количеством матричных вычислений, и я думаю, что это немного перебор, когда я просто хочу сместить координаты одного пикселя (центр мяч).

Знаете ли вы более эффективный способ, как я могу определить координаты центрального пикселя шара на пластине?


c++ opencv fpga vivado-hls
person Roy Meijer    schedule 22.02.2021    source источник
comment
Сначала определите алгоритм поиска этой информации, а затем вызовите соответствующий код для выполнения этого алгоритма. Похоже, если вы предположите, что 1) бумага прямоугольная, 2) шар касается бумаги в какой-то точке, 3) бумага плоская (достаточно близко), 4) шар идеально сферический и 5) вы знаете фокусное расстояние расстояние до камеры, тогда вы можете начать выяснять на бумаге (другой лист бумаги, карандашом), что вам нужно. Верно?   -  person JohnFilleau    schedule 22.02.2021
comment
Перспектива камеры останется в таком положении, как на картинке? Я считаю, что камера должна располагаться параллельно пластине?   -  person Yunus Temurlenk    schedule 23.02.2021
comment
Камера может быть размещена в диапазоне от -45 ° до 45 ° от пластины.   -  person Roy Meijer    schedule 23.02.2021

Ответы (2)


arrow_upward
0
arrow_downward

GetPerspectiveTransform Opencv возвращает матрицу преобразования 3x3. Все, что делает warpPerspective, - это берет координаты x, y каждого пикселя и умножает их на эту матрицу (увеличивая [x, y] - ›[x, y, 1]).

Если вы хотите изменить только одну точку P [x, y, 1], то с учетом матрицы преобразования M вы можете преобразовать точку, используя:

numpy.matmul(M, P);

Вот пример кода, показывающий, как это работает. Мы приводим четыре примера и показываем, что их деформация с помощью matmul эквивалентна использованию warpPerspective.

import cv2
import numpy as np

# test points
pts1 = np.float32([[56,65],[368,52],[28,387],[389,390]]);
pts2 = np.float32([[0,0],[300,0],[0,300],[300,300]]);

# transformation
M = cv2.getPerspectiveTransform(pts1,pts2);

# if our method works, then transforming each pts1 with M
# should result in pts2
transformed_points = [];
for p in pts1:
    # augment point
    point = np.array([p[0], p[1], 1], dtype = np.float32);

    # multiply
    transformed = np.matmul(M, point);

    # unpack and clean up
    x, y, scale = transformed;
    x /= scale;
    y /= scale;
    x = round(x, 5); # to clear out long floating points
    y = round(y, 5);
    transformed_points.append([x,y]);

# compare points
for a in range(len(pts2)):
    print("Target: " + str(pts2[a]));
    print("Transformed: " + str(transformed_points[a]));
person Ian Chu    schedule 23.02.2021
comment
Проблема в том, что getPerspectiveTransform не является стандартной функцией, доступной на платформах FPGA. Это также очень неэффективно для реализации в FPGA, потому что он определяет матрицу преобразования, решая матрицу 8x8. - person Roy Meijer; 24.02.2021
comment
ааа, извини, я неправильно понял проблему. - person Ian Chu; 24.02.2021

arrow_upward
0
arrow_downward

Я решил это, используя ответ morotspaj из сообщения ниже и Matlab.

Рассчитайте однородную матрицу преобразования перспективы 2D из 4 балла в MATLAB

ui и vi уже известны (они равны разрешению картинки), поэтому я заполнил их в матрицу 8x8 и получил следующее:

/ x0 y0  1  0  0  0     0          0    \ /m00\ /  0  \
| x1 y1  1  0  0  0 -x1*RES_H -y1*RES_H | |m01| |RES_H|
| x2 y2  1  0  0  0     0          0    | |m02| |  0  |
| x3 y3  1  0  0  0 -x3*RES_H -y3*RES_H |.|m10|=|RES_H|
|  0  0  0 x0 y0  1     0          0    | |m11| |  0  |
|  0  0  0 x1 y1  1     0          0    | |m12| |  0  |
|  0  0  0 x2 y2  1 -x2*RES_V -y2*RES_V | |m20| |RES_V|
\  0  0  0 x3 y3  1 -x3*RES_V -y3*RES_V / \m21/ \RES_V/

Где RES_H = (640 - 1) и RES_V = (480 - 1). Это уравнение можно представить как Ax = b. Я поместил матрицу A (8x8) и вектор b (8x1) в Matlab и использовал linsolve (A, b ) для решения линейной системы:

syms x0 x1 x2 x3 y0 y1 y2 y3 RES_H RES_V;
A = [ x0 y0 1 0 0 0 0 0 ; x1 y1 1 0 0 0 -x1*RES_H -y1*RES_H ; x2 y2 1 0 0 0 0 0 ; x3 y3 1  0 0 0 -x3*RES_H -y3*RES_H ; 0 0 0 x0 y0 1 0 0 ; 0 0 0 x1 y1 1 0 0 ; 0 0 0 x2 y2 1 -x2*RES_V -y2*RES_V ; 0 0 0 x3 y3 1 -x3*RES_V -y3*RES_V ];
b = [ 0 ; RES_H ; 0 ; RES_H ; 0 ; 0 ; RES_V ; RES_V ];
simplify(linsolve(A,B))

Результат был следующий:

m00 = -(RES_H*(y0 - y2)*(x0*y1 - x1*y0 - x0*y3 + x3*y0 + x1*y3 - x3*y1)*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2))/(- x0*x0*x1*y1*y2*y2 + 2*x0*x0*x1*y1*y2*y3 - x0*x0*x1*y1*y3*y3 + x0*x0*x2*y1*y1*y2 - 2*x0*x0*x2*y1*y2*y3 + x0*x0*x2*y2*y3*y3 - 2*x0*x0*x3*y1*y1*y2 + x0*x0*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x0*x3*y1*y2*y2 - x0*x0*x3*y2*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x1*y0*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y0*y1*y3 + 2*x0*x1*x2*y0*y2*y3 + 2*x0*x1*x2*y1*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y2*y3*y3 + 2*x0*x1*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x1*x3*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x3*y1*y2*y3 + 2*x0*x1*x3*y2*y2*y3 - x0*x2*x2*y0*y1*y1 + 2*x0*x2*x2*y0*y1*y3 - x0*x2*x2*y0*y3*y3 + 2*x0*x2*x3*y0*y1*y1 - 2*x0*x2*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x2*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x2*x3*y1*y2*y3 - x0*x3*x3*y0*y1*y1 + x0*x3*x3*y0*y2*y2 + 2*x0*x3*x3*y1*y1*y2 - 2*x0*x3*x3*y1*y2*y2 - x1*x1*x2*y0*y0*y2 + 2*x1*x1*x2*y0*y0*y3 - 2*x1*x1*x2*y0*y3*y3 + x1*x1*x2*y2*y3*y3 - x1*x1*x3*y0*y0*y3 + 2*x1*x1*x3*y0*y2*y3 - x1*x1*x3*y2*y2*y3 + x1*x2*x2*y0*y0*y1 - 2*x1*x2*x2*y0*y0*y3 + 2*x1*x2*x2*y0*y3*y3 - x1*x2*x2*y1*y3*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y0*y1 + 2*x1*x2*x3*y0*y0*y2 + 2*x1*x2*x3*y0*y1*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y2*y3 + x1*x3*x3*y0*y0*y1 - 2*x1*x3*x3*y0*y1*y2 + x1*x3*x3*y1*y2*y2 + x2*x2*x3*y0*y0*y3 - 2*x2*x2*x3*y0*y1*y3 + x2*x2*x3*y1*y1*y3 - x2*x3*x3*y0*y0*y2 + 2*x2*x3*x3*y0*y1*y2 - x2*x3*x3*y1*y1*y2);
m01 = (RES_H*(x0 - x2)*(x0*y1 - x1*y0 - x0*y3 + x3*y0 + x1*y3 - x3*y1)*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2))/(- x0*x0*x1*y1*y2*y2 + 2*x0*x0*x1*y1*y2*y3 - x0*x0*x1*y1*y3*y3 + x0*x0*x2*y1*y1*y2 - 2*x0*x0*x2*y1*y2*y3 + x0*x0*x2*y2*y3*y3 - 2*x0*x0*x3*y1*y1*y2 + x0*x0*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x0*x3*y1*y2*y2 - x0*x0*x3*y2*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x1*y0*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y0*y1*y3 + 2*x0*x1*x2*y0*y2*y3 + 2*x0*x1*x2*y1*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y2*y3*y3 + 2*x0*x1*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x1*x3*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x3*y1*y2*y3 + 2*x0*x1*x3*y2*y2*y3 - x0*x2*x2*y0*y1*y1 + 2*x0*x2*x2*y0*y1*y3 - x0*x2*x2*y0*y3*y3 + 2*x0*x2*x3*y0*y1*y1 - 2*x0*x2*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x2*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x2*x3*y1*y2*y3 - x0*x3*x3*y0*y1*y1 + x0*x3*x3*y0*y2*y2 + 2*x0*x3*x3*y1*y1*y2 - 2*x0*x3*x3*y1*y2*y2 - x1*x1*x2*y0*y0*y2 + 2*x1*x1*x2*y0*y0*y3 - 2*x1*x1*x2*y0*y3*y3 + x1*x1*x2*y2*y3*y3 - x1*x1*x3*y0*y0*y3 + 2*x1*x1*x3*y0*y2*y3 - x1*x1*x3*y2*y2*y3 + x1*x2*x2*y0*y0*y1 - 2*x1*x2*x2*y0*y0*y3 + 2*x1*x2*x2*y0*y3*y3 - x1*x2*x2*y1*y3*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y0*y1 + 2*x1*x2*x3*y0*y0*y2 + 2*x1*x2*x3*y0*y1*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y2*y3 + x1*x3*x3*y0*y0*y1 - 2*x1*x3*x3*y0*y1*y2 + x1*x3*x3*y1*y2*y2 + x2*x2*x3*y0*y0*y3 - 2*x2*x2*x3*y0*y1*y3 + x2*x2*x3*y1*y1*y3 - x2*x3*x3*y0*y0*y2 + 2*x2*x3*x3*y0*y1*y2 - x2*x3*x3*y1*y1*y2);
m02 = -(RES_H*(x0*y2 - x2*y0)*(x0*y1 - x1*y0 - x0*y3 + x3*y0 + x1*y3 - x3*y1)*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2))/(- x0*x0*x1*y1*y2*y2 + 2*x0*x0*x1*y1*y2*y3 - x0*x0*x1*y1*y3*y3 + x0*x0*x2*y1*y1*y2 - 2*x0*x0*x2*y1*y2*y3 + x0*x0*x2*y2*y3*y3 - 2*x0*x0*x3*y1*y1*y2 + x0*x0*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x0*x3*y1*y2*y2 - x0*x0*x3*y2*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x1*y0*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y0*y1*y3 + 2*x0*x1*x2*y0*y2*y3 + 2*x0*x1*x2*y1*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y2*y3*y3 + 2*x0*x1*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x1*x3*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x3*y1*y2*y3 + 2*x0*x1*x3*y2*y2*y3 - x0*x2*x2*y0*y1*y1 + 2*x0*x2*x2*y0*y1*y3 - x0*x2*x2*y0*y3*y3 + 2*x0*x2*x3*y0*y1*y1 - 2*x0*x2*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x2*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x2*x3*y1*y2*y3 - x0*x3*x3*y0*y1*y1 + x0*x3*x3*y0*y2*y2 + 2*x0*x3*x3*y1*y1*y2 - 2*x0*x3*x3*y1*y2*y2 - x1*x1*x2*y0*y0*y2 + 2*x1*x1*x2*y0*y0*y3 - 2*x1*x1*x2*y0*y3*y3 + x1*x1*x2*y2*y3*y3 - x1*x1*x3*y0*y0*y3 + 2*x1*x1*x3*y0*y2*y3 - x1*x1*x3*y2*y2*y3 + x1*x2*x2*y0*y0*y1 - 2*x1*x2*x2*y0*y0*y3 + 2*x1*x2*x2*y0*y3*y3 - x1*x2*x2*y1*y3*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y0*y1 + 2*x1*x2*x3*y0*y0*y2 + 2*x1*x2*x3*y0*y1*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y2*y3 + x1*x3*x3*y0*y0*y1 - 2*x1*x3*x3*y0*y1*y2 + x1*x3*x3*y1*y2*y2 + x2*x2*x3*y0*y0*y3 - 2*x2*x2*x3*y0*y1*y3 + x2*x2*x3*y1*y1*y3 - x2*x3*x3*y0*y0*y2 + 2*x2*x3*x3*y0*y1*y2 - x2*x3*x3*y1*y1*y2);
m10 = -(RES_V*(y0 - y1)*(x0*y2 - x2*y0 - x0*y3 + x3*y0 + x2*y3 - x3*y2)*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2))/(- x0*x0*x1*y1*y2*y2 + 2*x0*x0*x1*y1*y2*y3 - x0*x0*x1*y1*y3*y3 + x0*x0*x2*y1*y1*y2 - 2*x0*x0*x2*y1*y2*y3 + x0*x0*x2*y2*y3*y3 - 2*x0*x0*x3*y1*y1*y2 + x0*x0*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x0*x3*y1*y2*y2 - x0*x0*x3*y2*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x1*y0*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y0*y1*y3 + 2*x0*x1*x2*y0*y2*y3 + 2*x0*x1*x2*y1*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y2*y3*y3 + 2*x0*x1*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x1*x3*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x3*y1*y2*y3 + 2*x0*x1*x3*y2*y2*y3 - x0*x2*x2*y0*y1*y1 + 2*x0*x2*x2*y0*y1*y3 - x0*x2*x2*y0*y3*y3 + 2*x0*x2*x3*y0*y1*y1 - 2*x0*x2*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x2*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x2*x3*y1*y2*y3 - x0*x3*x3*y0*y1*y1 + x0*x3*x3*y0*y2*y2 + 2*x0*x3*x3*y1*y1*y2 - 2*x0*x3*x3*y1*y2*y2 - x1*x1*x2*y0*y0*y2 + 2*x1*x1*x2*y0*y0*y3 - 2*x1*x1*x2*y0*y3*y3 + x1*x1*x2*y2*y3*y3 - x1*x1*x3*y0*y0*y3 + 2*x1*x1*x3*y0*y2*y3 - x1*x1*x3*y2*y2*y3 + x1*x2*x2*y0*y0*y1 - 2*x1*x2*x2*y0*y0*y3 + 2*x1*x2*x2*y0*y3*y3 - x1*x2*x2*y1*y3*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y0*y1 + 2*x1*x2*x3*y0*y0*y2 + 2*x1*x2*x3*y0*y1*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y2*y3 + x1*x3*x3*y0*y0*y1 - 2*x1*x3*x3*y0*y1*y2 + x1*x3*x3*y1*y2*y2 + x2*x2*x3*y0*y0*y3 - 2*x2*x2*x3*y0*y1*y3 + x2*x2*x3*y1*y1*y3 - x2*x3*x3*y0*y0*y2 + 2*x2*x3*x3*y0*y1*y2 - x2*x3*x3*y1*y1*y2);
m11 = (RES_V*(x0 - x1)*(x0*y2 - x2*y0 - x0*y3 + x3*y0 + x2*y3 - x3*y2)*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2))/(- x0*x0*x1*y1*y2*y2 + 2*x0*x0*x1*y1*y2*y3 - x0*x0*x1*y1*y3*y3 + x0*x0*x2*y1*y1*y2 - 2*x0*x0*x2*y1*y2*y3 + x0*x0*x2*y2*y3*y3 - 2*x0*x0*x3*y1*y1*y2 + x0*x0*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x0*x3*y1*y2*y2 - x0*x0*x3*y2*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x1*y0*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y0*y1*y3 + 2*x0*x1*x2*y0*y2*y3 + 2*x0*x1*x2*y1*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y2*y3*y3 + 2*x0*x1*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x1*x3*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x3*y1*y2*y3 + 2*x0*x1*x3*y2*y2*y3 - x0*x2*x2*y0*y1*y1 + 2*x0*x2*x2*y0*y1*y3 - x0*x2*x2*y0*y3*y3 + 2*x0*x2*x3*y0*y1*y1 - 2*x0*x2*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x2*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x2*x3*y1*y2*y3 - x0*x3*x3*y0*y1*y1 + x0*x3*x3*y0*y2*y2 + 2*x0*x3*x3*y1*y1*y2 - 2*x0*x3*x3*y1*y2*y2 - x1*x1*x2*y0*y0*y2 + 2*x1*x1*x2*y0*y0*y3 - 2*x1*x1*x2*y0*y3*y3 + x1*x1*x2*y2*y3*y3 - x1*x1*x3*y0*y0*y3 + 2*x1*x1*x3*y0*y2*y3 - x1*x1*x3*y2*y2*y3 + x1*x2*x2*y0*y0*y1 - 2*x1*x2*x2*y0*y0*y3 + 2*x1*x2*x2*y0*y3*y3 - x1*x2*x2*y1*y3*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y0*y1 + 2*x1*x2*x3*y0*y0*y2 + 2*x1*x2*x3*y0*y1*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y2*y3 + x1*x3*x3*y0*y0*y1 - 2*x1*x3*x3*y0*y1*y2 + x1*x3*x3*y1*y2*y2 + x2*x2*x3*y0*y0*y3 - 2*x2*x2*x3*y0*y1*y3 + x2*x2*x3*y1*y1*y3 - x2*x3*x3*y0*y0*y2 + 2*x2*x3*x3*y0*y1*y2 - x2*x3*x3*y1*y1*y2);
m12 = -(RES_V*(x0*y1 - x1*y0)*(x0*y2 - x2*y0 - x0*y3 + x3*y0 + x2*y3 - x3*y2)*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2))/(- x0*x0*x1*y1*y2*y2 + 2*x0*x0*x1*y1*y2*y3 - x0*x0*x1*y1*y3*y3 + x0*x0*x2*y1*y1*y2 - 2*x0*x0*x2*y1*y2*y3 + x0*x0*x2*y2*y3*y3 - 2*x0*x0*x3*y1*y1*y2 + x0*x0*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x0*x3*y1*y2*y2 - x0*x0*x3*y2*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x1*y0*y2*y3 + x0*x1*x1*y0*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y0*y1*y3 + 2*x0*x1*x2*y0*y2*y3 + 2*x0*x1*x2*y1*y3*y3 - 2*x0*x1*x2*y2*y3*y3 + 2*x0*x1*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x1*x3*y0*y2*y2 - 2*x0*x1*x3*y1*y2*y3 + 2*x0*x1*x3*y2*y2*y3 - x0*x2*x2*y0*y1*y1 + 2*x0*x2*x2*y0*y1*y3 - x0*x2*x2*y0*y3*y3 + 2*x0*x2*x3*y0*y1*y1 - 2*x0*x2*x3*y0*y1*y2 - 2*x0*x2*x3*y1*y1*y3 + 2*x0*x2*x3*y1*y2*y3 - x0*x3*x3*y0*y1*y1 + x0*x3*x3*y0*y2*y2 + 2*x0*x3*x3*y1*y1*y2 - 2*x0*x3*x3*y1*y2*y2 - x1*x1*x2*y0*y0*y2 + 2*x1*x1*x2*y0*y0*y3 - 2*x1*x1*x2*y0*y3*y3 + x1*x1*x2*y2*y3*y3 - x1*x1*x3*y0*y0*y3 + 2*x1*x1*x3*y0*y2*y3 - x1*x1*x3*y2*y2*y3 + x1*x2*x2*y0*y0*y1 - 2*x1*x2*x2*y0*y0*y3 + 2*x1*x2*x2*y0*y3*y3 - x1*x2*x2*y1*y3*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y0*y1 + 2*x1*x2*x3*y0*y0*y2 + 2*x1*x2*x3*y0*y1*y3 - 2*x1*x2*x3*y0*y2*y3 + x1*x3*x3*y0*y0*y1 - 2*x1*x3*x3*y0*y1*y2 + x1*x3*x3*y1*y2*y2 + x2*x2*x3*y0*y0*y3 - 2*x2*x2*x3*y0*y1*y3 + x2*x2*x3*y1*y1*y3 - x2*x3*x3*y0*y0*y2 + 2*x2*x3*x3*y0*y1*y2 - x2*x3*x3*y1*y1*y2);

Используя m00, m01, m02, m10, m11 и m12, я построил матрицу M. Я пропустил m20, m21 и m22, потому что они не влияют на результат x и y.

Наконец, я использовал эту матрицу M для сдвига координат мяча:

x_shifted = m00*x + m01*y + m02;
y_shifted = m10*x + m11*y + m12;

Что основано на этом:

введите описание изображения здесь

Как видите, решение, созданное Matlab, приводит к очень длинным уравнениям. Случайно я обнаружил, что когда вы меняете местами xi на ui и yi на vi в матрице A, вы получите обратную матрицу преобразования M для m00, m01, m02, m10, m11, m12, но коэффициенты вычисляются с помощью более коротких уравнений.

/   0     0     1     0     0     0     0         0     \ /m00\ /x0\
| RES_H   0     1     0     0     0 -RES_H*x1     0     | |m01| |x1|
|   0   RES_V   1     0     0     0     0     -RES_V*x2 | |m02| |x2|
| RES_H RES_V   1     0     0     0 -RES_H*x3 -RES_V*x3 |.|m10|=|x3|
|   0     0     0     0     0     1     0         0     | |m11| |y0|
|   0     0     0   RES_H   0     1 -RES_H*y1     0     | |m12| |y1|
|   0     0     0     0   RES_V   1     0     -RES_V*y2 | |m20| |y2|
\   0     0     0   RES_H RES_V   1 -RES_H*y3 -RES_V*y3 / \m21/ \y3/

Если вы позволите Matlab решить эту задачу таким же образом, вы получите:

m00 = (x0*x2*y1 - x1*x2*y0 - x0*x3*y1 + x1*x3*y0 - x0*x2*y3 + x0*x3*y2 + x1*x2*y3 - x1*x3*y2)/(RES_H*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2));
m01 = -(x0*x1*y2 - x1*x2*y0 - x0*x1*y3 + x0*x3*y1 - x0*x3*y2 + x2*x3*y0 + x1*x2*y3 - x2*x3*y1)/(RES_V*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2));
m02 = x0;
m10 = (x0*y1*y2 - x1*y0*y2 - x0*y1*y3 + x1*y0*y3 - x2*y0*y3 + x3*y0*y2 + x2*y1*y3 - x3*y1*y2)/(RES_H*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2));
m11 = -(x0*y1*y2 - x2*y0*y1 - x1*y0*y3 + x3*y0*y1 - x0*y2*y3 + x2*y0*y3 + x1*y2*y3 - x3*y1*y2)/(RES_V*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2));
m12 = y0;
m20 = (x0*y2 - x2*y0 - x0*y3 - x1*y2 + x2*y1 + x3*y0 + x1*y3 - x3*y1)/(RES_H*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2));
m21 = -(x0*y1 - x1*y0 - x0*y3 + x1*y2 - x2*y1 + x3*y0 + x2*y3 - x3*y2)/(RES_V*(x1*y2 - x2*y1 - x1*y3 + x3*y1 + x2*y3 - x3*y2));
m22 = 1.0;

Когда вы помещаете эти коэффициенты в матрицу и инвертируете эту матрицу, вы получите те же результаты для m00, m01, m02, m10, m11, m12, что и для первого метода.

Я использовал программу, которую нашел здесь, чтобы инвертировать матрицу: https://codingtech2017.wordpress.com/2017/05/03/c-program-to-inverse-a-matrix3x3/

person Roy Meijer    schedule 24.02.2021