Thin Plate Spline Warping

1 개요

Thin Plate Spline Warping 은 설정 된 제어 점들을 이용하여 Thin Plate spline interpolation 방식을 통해 이미지를 변환하는 알고리즘 입니다.

2 알고리즘 상세 설명

Thin Plate Spline Warping 알고리즘은 주어진 제어 점들의 Mapping 함수를 통해 유연한 곡선의 비선형 변환을 생성합니다.

Minimize :

\large \textbf{E}_{tps, smooth}(f) = \sum_{i=1}^{K}\left\| y_{i} -f(x_{i}) \right\|^{2}+\lambda \iint \left [ {f_{x_{1}x_{1}}}^{2} + 2{f_{x_{1}x_{2}}} + {f_{x_{2}x_{2}}}^{2}\right ] dx_{1}dx_{2}

$K$ : Corresponding control points (knots)
$f$ : Mapping function of $\left\{ x_{i} \right\} \rightarrow \left\{ y_{i} \right\}$

Source	Source points	Dest points	Result

Fig. 알고리즘 수행 결과

3 예제 코드

CThinPlateSplineWarping thinPlateSplineWarping;

CFLImage fliSourceImage;
CFLImage fliDestinationImage;

thinPlateSplineWarping.SetSourceImage(fliSourceImage);
thinPlateSplineWarping.SetDestinationImage(fliDestinationImage);

// Calibrate
CFLPointArray flpaSource;

flpaSource.PushBack(CFLPoint<double>(0,0));
	//		. . .
flpaSource.PushBack(CFLPoint<double>(100.0, 100.0));


CFLPointArray flpaDestination;

flpaDestination.PushBack(CFLPoint<double>(10.0,10.0));
	//		. . .
flpaDestination.PushBack(CFLPoint<double>(90.0, 90.0));
thinPlateSplineWarping.SetCalibrationPointArray(flpaSource, flpaDestination);

thinPlateSplineWarping.Calibrate();

// Execute
thinPlateSplineWarping.SetInterpolationMethod(EInterpolationMethod_Bicubic);

thinPlateSplineWarping.Execute();

CThinPlateSplineWarping thinPlateSplineWarping = new CThinPlateSplineWarping();

CFLImage fliSourceImage = new CFLImage();
CFLImage fliDestinationImage = new CFLImage();

thinPlateSplineWarping.SetSourceImage(ref fliSourceImage);
thinPlateSplineWarping.SetDestinationImage(ref fliDestinationImage);

// Calibrate
CFLPointArray flpaSource = new CFLPointArray();

flpaSource.PushBack(new CFLPoint<double>(0,0));
	//		. . .
flpaSource.PushBack(new CFLPoint<double>(100.0, 100.0));


CFLPointArray flpaDestination = new CFLPointArray();

flpaDestination.PushBack(new CFLPoint<double>(10.0,10.0));
	//		. . .
flpaDestination.PushBack(new CFLPoint<double>(90.0, 90.0));
thinPlateSplineWarping.SetCalibrationPointArray(flpaSource, flpaDestination);

thinPlateSplineWarping.Calibrate();

// Execute
thinPlateSplineWarping.SetInterpolationMethod(EInterpolationMethod.Bicubic);

thinPlateSplineWarping.Execute();

thinPlateSplineWarping = CThinPlateSplineWarping()

fliSourceImage = CFLImage()
fliDestinationImage = CFLImage()

thinPlateSplineWarping.SetSourceImage(fliSourceImage)
thinPlateSplineWarping.SetDestinationImage(fliDestinationImage)

# Calibrate
flpaSource = CFLPointArray()

flpaSource.PushBack(CFLPoint[Double](0,0))
	#		. . .
flpaSource.PushBack(CFLPoint[Double](100.0, 100.0))


flpaDestination = CFLPointArray()

flpaDestination.PushBack(CFLPoint[Double](10.0,10.0))
	#		. . .
flpaDestination.PushBack(CFLPoint[Double](90.0, 90.0))
thinPlateSplineWarping.SetCalibrationPointArray(flpaSource, flpaDestination)

thinPlateSplineWarping.Calibrate()

# Execute
thinPlateSplineWarping.SetInterpolationMethod(EInterpolationMethod.Bicubic)

thinPlateSplineWarping.Execute()

4 파라미터 설정 및 사용 방법

thinPlateSplineWarping.SetInterpolationMethod(eMethod);

thinPlateSplineWarping.SetInterpolationMethod(eMethod);

thinPlateSplineWarping.SetInterpolationMethod(eMethod)

eMethod : 보간 방식을 설정합니다. EInterpolationMethod의 Enum 옵션을 지원하며 기본값은 Bilinear입니다.

thinPlateSplineWarping.SetCalibrationPointArray(flpaSource, flpaDestination);

thinPlateSplineWarping.SetCalibrationPointArray(flpaSource, flpaDestination);

thinPlateSplineWarping.SetCalibrationPointArray(flpaSource, flpaDestination)

flpaSource : Source Control 포인트들의 배열입니다. double 타입의 CFLPoint로 구성되어 있으며, 보정하기 전 좌표가 이에 해당됩니다.
flpaDestination : Target Control 포인트들의 배열입니다. double 타입의 CFLPoint로 구성되어 있으며, 보정 결과에 해당하는 좌표가 이에 해당됩니다. Source Control 포인트 배열과 순서가 일치 해야합니다.

thinPlateSplineWarping.EnableMemorySavingMode(bEnable);

thinPlateSplineWarping.EnableMemorySavingMode(bEnable);

thinPlateSplineWarping.EnableMemorySavingMode(bEnable)

bEnable : Warping 연산을 수행할 때 메모리 비용 절감에 대한 옵션을 선택할 수 있습니다. 해당 옵션을 사용하지 않는 경우, 더 많은 메모리를 소모하여 더 빠른 연산 수행 속도를 기대할 수 있습니다. 기본값은 true입니다.

thinPlateSplineWarping.Calibrate();

thinPlateSplineWarping.Calibrate();

thinPlateSplineWarping.Calibrate()

설정된 정보를 바탕으로 Warping을 수행하기 위한 Mapping 함수를 계산합니다.

thinPlateSplineWarping.Save(wstrPath);

thinPlateSplineWarping.Save(wstrPath);

thinPlateSplineWarping.Save(wstrPath)

wstrPath : Calibration 정보를 저장할 수 있습니다 wchar_t 형식의 CFLString으로 입력할 수 있습니다.

thinPlateSplineWarping.Load(wstrPath);

thinPlateSplineWarping.Load(wstrPath);

thinPlateSplineWarping.Load(wstrPath)

wstrPath : 저장된 Calibration 정보를 불러 올 수 있습니다 wchar_t 형식의 CFLString으로 입력할 수 있습니다.