matlab圖像幾何變換

1、-. z.學(xué) 號(hào)光電圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)一：圖像幾何變換作 者肖劍洪專 業(yè)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué) 院物理與電子學(xué)院指導(dǎo)教師王曉明完成時(shí)間實(shí)驗(yàn)一 圖像幾何變換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膱D像幾何變換是圖像處理與分析的根底容之一。使學(xué)生掌握?qǐng)D像平移、鏡像、縮放和旋轉(zhuǎn)等幾何變換的方法以及程序?qū)崿F(xiàn)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備聯(lián)想圖像處理工作站三、實(shí)驗(yàn)容及要求圖像幾何變換不改變圖像的像素值，而是改變像素所在的幾何位置，具有獨(dú)特的方法。本實(shí)驗(yàn)的容如下：1學(xué)會(huì)使用Matlab的圖像處理工具箱(Image Processing Toolbo*)。使學(xué)生初步具備使用該軟件處理圖像信息能力，并可以利用該軟件完本錢課程規(guī)定的其他實(shí)驗(yàn)和作業(yè)。2編程實(shí)

2、現(xiàn)圖像平移，要求平移后的圖像大小不變； 3編程實(shí)現(xiàn)圖像的鏡像； 4編程實(shí)現(xiàn)圖像的比例縮放，要求分別用最近鄰插值、雙線性插值和雙三次插值三種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，并比擬縮放效果；5編程實(shí)現(xiàn)以任意角度對(duì)圖像進(jìn)展旋轉(zhuǎn)變換。四、實(shí)驗(yàn)原理1圖像平移從上到下、從左到右依次計(jì)算新圖像中的每個(gè)像素*, y在源圖像中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值*0, y0； 即： *0 = * *，y0 = y y其中，*、y分別是水平和垂直偏移量。2圖像鏡像 從上到下、從左到右依次計(jì)算新圖像中的每個(gè)像素*, y在源圖像中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值*0, y0； 即： *0 = fWidth *，y0 = y水平鏡像 *0 = *，y0 = fHeight y垂直鏡

3、像其中，fWidth、fHeight分別是圖像的寬度和高度。3圖像比例縮放圖像比例縮放是指將給定的圖像在*軸方向按比例縮放倍，在y軸方向按比例縮放倍，從而獲得一幅新的圖像。從上到下、從左到右依次計(jì)算新圖像中的每個(gè)像素*, y在源圖像中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值*0, y0；即：*0 = * / f* + 0.5，y0 = y / fy + 0.5其中，f*、fy分別是水平和垂直方向的縮放比率，中括號(hào)表示對(duì)括號(hào)表達(dá)式取整。圖像的比例縮放所產(chǎn)生的圖像中的像素可能在源圖像中找不到相應(yīng)的像素點(diǎn)，這時(shí)就需要進(jìn)展插值處理，通常可用最近鄰插值和雙線性插值算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。(1) 最近鄰插值對(duì)通過(guò)反變換得到的浮點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)展簡(jiǎn)單的取

4、整操作，得到一個(gè)整數(shù)型坐標(biāo)，這個(gè)整數(shù)型坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的原圖像的像素值就是新圖像的像素值。2雙線性插值對(duì)通過(guò)反變換得到的浮點(diǎn)坐標(biāo)，求出此浮點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)原圖像四個(gè)鄰域整數(shù)型坐標(biāo)的灰度值，然后經(jīng)過(guò)雙線性插值得到新圖像的像素值。雙三次插值對(duì)通過(guò)反變換得到的浮點(diǎn)坐標(biāo)，求出此浮點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)原圖像16 個(gè)鄰域整數(shù)型坐標(biāo)的灰度值，然后經(jīng)過(guò)雙三次插值得到新圖像的像素值。4圖像旋轉(zhuǎn) 一般圖像的旋轉(zhuǎn)是以圖像的中心為原點(diǎn)，將圖像上的所有像素都旋轉(zhuǎn)一個(gè)一樣的角度。如下圖：新圖像坐標(biāo)與原圖像坐標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系：兩個(gè)常量：圖像旋轉(zhuǎn)之后會(huì)出現(xiàn)許多空洞點(diǎn)，須對(duì)這些空洞點(diǎn)進(jìn)展插值處理。可用近鄰插值，均值插值算法。五、實(shí)驗(yàn)步驟1根據(jù)實(shí)驗(yàn)容的要求在

5、Matlab軟件中編寫相應(yīng)程序；2調(diào)試運(yùn)行程序，并記錄結(jié)果；3完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、實(shí)驗(yàn)程序清單和實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1圖像平移I = imread(f:/1.jpg);se = translate(strel(1), 25 25);J = imdilate(I,se);imshow(I), title(Original)figure, imshow(J), title(Translated);圖像鏡像A=imread(f:/1.jpg);height,width,dim=size(A);tform=maketform(affine,-1 0 0;0 1 0;width 0 1);B=imtransfo

6、rm(A,tform,nearest);tform2=maketform(affine,1 0 0;0 -1 0;0 height 1);C=imtransform(A,tform2,nearest);subplot(1,3,1),imshow(A);title(原圖像);subplot(1,3,2),imshow(B);title(水平鏡像);subplot(1,3,3),imshow(C);title(豎直鏡像);圖像比例縮放T1 = maketform(affine,2 0 0; 0 1 0; 0 0 1);T2 = maketform(affine,1 0 0; 0 2 0; 0 0

7、1);T3 = maketform(affine,4/5 0 0; 0 3/5 0; 0 0 1); I = imread(f:/1.jpg);I1 = imtransform(I,T1);I2 = imtransform(I,T2);I3 = imtransform(I,T3);imshow(I), figure, imshow(I1), figure, imshow(I2), figure, imshow(I3);圖像旋轉(zhuǎn) Image=imread(f:/1.jpg);angle=30;pai=3.14;im1=(Image);subplot(211);imshow(im1);title(

8、1);roteang=angle/180*pai;im1*,im1Y=size(im1);rotmatri*=cos(roteang),-sin(roteang);sin(roteang),cos(roteang);rrotmatri*=cos(-roteang),-sin(-roteang);sin(-roteang),cos(-roteang);im2*Y1=im1*,im1Y*rotmatri*;im2*Y2=im1*,1*rotmatri*;im2*Y3=1,1*rotmatri*;im2*Y4=1,im1Y*rotmatri*;im2p11=min(im2*Y1(1),im2*Y2(

9、1),im2*Y3(1),im2*Y4(1),min(im2*Y1(2),im2*Y2(2),im2*Y3(2),im2*Y4(2);im2*=round(ma*(im2*Y1(1),im2*Y2(1),im2*Y3(1),im2*Y4(1)-im2p11(1);im2Y=round(ma*(im2*Y1(2),im2*Y2(2),im2*Y3(2),im2*Y4(2)-im2p11(2);im2=uint8(zeros(im2*,im2Y)+255;for i=1:im2* for j=1:im2Y pij=round(i+im2p11(1)-1,j+im2p11(2)-1*rrotmatri*); if (pij(1)=1)&(pij(2)=1)&(pij(1)=im1*)&(pij(2)=im1Y) im2(i,j)=im1(pij(1),pij(2); end endend;subp