图像中的图像
这次实验的目标是将图像或者图像的一部分放置在另一幅图像中，使得它们能够和制定的区域或者标记物对齐，如下图所示：
在开始之前，先了解以下原理：
1.alpha通道：通道作为图像的组成部分，是与图像的格式密不可分的，图像颜色，格式的不同决定了通道的数量和模式。阿尔法通道是指一张图片的透明和半透明度。例如：一个使用每个像素16比特存储的位图，对于图形中的每一个像素而言，可能以5个比特表示红色，5个比特表示绿色，5个比特表示蓝色，最后一个比特是阿尔法。在这种情况下，它要么表示透明要么不是，因为阿尔法比特只有0或1两种不同表示的可能性。又如一个使用32个比特存储的位图，每8个比特表示红绿蓝，和阿尔法通道。在这种情况下，就不光可以表示透明还是不透明。
2.homography（单应性变换）：现在有很多图像变换的方式，单应性变换就是其中一种，它是讲一个平面内的点映射到另一个平面内的二维投影变换。单应性变换的目标是通过给定的4个对应点对来得到单应性矩阵。矩阵如下：
矩阵H会将一幅图像上的一个点的坐标a=(x,y,1)映射成另一幅图像上的点的坐标b=(x1,y1,1)，也就是说，我们已知a和b，它们是在同一平面上。 则有下面的公式：
即：
或者 Ah=0，其中A是一个具有对应点对二倍数量行数的矩阵。将这些对应点对方程的系数堆叠到一个矩阵中，使用SVD找到H的最小二乘解，而后经过变形得到矩阵H。简单点说就是指定原图像的四个点，再找到目标图像的四个点，通过这四个对应点对求出H。
3.仿射变换：是一种二维坐标（x, y）到二维坐标（u, v）的线性变换，对应的齐次坐标矩阵表示形式为：
对两张图片，要将一张贴到另一张上，首先要先对其中一张图片进行仿射变换，可能是旋转，可能是平移，把你要贴的第一张图片，变成你想要贴到第二张图的样子，具体可以研究下面代码中的affine_transform()函数。第二步，你就可以把他贴上去，这时候则是用alpha通道融合，用来算两张图之间的对应关系。
实现代码：
# -*- coding: utf-8 -*-
from PCV.geometry import warp, homography
from PIL import Image
from pylab import *
from scipy import ndimage
from scipy.spatial import Delaunay
# example of affine warp of im1 onto im2
im1 = array(Image.open('imagetest/tiyu.jpg').convert('L'))
im2 = array(Image.open('imagetest/3.jpg').convert('L'))
# set to points
tp = array([[364,415,416,362],[410,412,608,605],[1,1,1,1]]) #这里注意坐标顺序，先y后x，且为从左上角开始的逆时针顺序
#tp = array([[120,260,260,120],[16,16,305,305],[1,1,1,1]])
#tp = array([[675,826,826,677],[55,52,281,277],[1,1,1,1]])
im3 = warp.image_in_image(im1,im2,tp) #仿射扭曲，将图1贴到图2
figure()
gray()
axis('off')
imshow(im1)
axis('off')
imshow(im2)
axis('off')
imshow(im3)
show()
#仿射扭曲
def image_in_image(im1,im2,tp):
""" Put im1 in im2 with an affine transformation
such that corners are as close to tp as possible.
tp are homogeneous and counter-clockwise from top left. """
# 扭曲的点
m,n = im1.shape[:2]
fp = array([[0,m,m,0],[0,0,n,n],[1,1,1,1]])
#计算仿射变换，并且将其应用于图1
H = homography.Haffine_from_points(tp,fp) #单应性变换
im1_t = ndimage.affine_transform(im1,H[:2,:2],
(H[0,2],H[1,2]),im2.shape[:2]) #仿射变换
alpha = (im1_t > 0)
return (1-alpha)*im2 + alpha*im1_t
运行结果：
原图灰度化：
可以看到，“体育中心”被贴到对应的指定目标位置上。