第三次实验报告数字图像处理实验图像的几何变换

1、文档编码 : CR8B4G10P9Y10 HU6Z8V6Z6H9 ZA10B2E9U10F1第三次试验报告数字图像处理试验 图像的几何变换 数字图像处理试验 图像的几何变换 姓名 : 张慧 班级 :信息 10-1学号 :36 号 试验三,图像的几何变换 一, 试验目的 1学习几种常见的图像几何变换 ,并通过试验体会几何变换的成效 ; 2把握图像平移,剪切,缩放,旋转,镜像,错切等几何变换的算法原理及编 程实现 3.把握 matlab 编程环境中基本的图像处理函数 4.把握图像的复合变换 二, 试验原理 1初始坐标为 x , y 的点经过平移 x0 , y0 ,坐标变为 x , y ,两点之间的

2、关 系为 : x x x0 ,以矩阵形式表示为 : ,分 y y y0 x 10 x0 x y 01y 0 y 1 0011 2图像的镜像变换就是以图象垂直中轴线或水平中轴线交换图像的变换 为垂直镜像变换与水平镜像变换 ,两者的矩阵形式分别为 : x 100 x x 100 x y 010y y 0-1 0y 1 0011 1 0011 3 图像缩小与放大变换矩阵相同 : x Sx 00 x 1, Sy 1 时 ,图像放大； y 0y 0Sy 1 0011 当 Sx 1, Sy 1 时,图像缩小 ; Sx 第 1 页,共 7 页第三次试验报告数字图像处理试验 图像的几何变换 4 图像旋转定义为

3、以图像中某一点为原点以逆时针或顺时针方向旋转确定 角度；其变换矩阵为 : x cos sin 0 x y sin cos0y 1 00 11 该变换矩阵就是绕坐标轴原点进行的 ,假如就是绕一个指定点 a, b 旋转 , 就现要将坐标系平移到该点 ,进行旋转 ,然后再平移回到新的坐标原点； 三, 试验步骤 1 启动 MA TLAB 程序 ,对图像文件分别进行平移,垂直镜像变换,水平镜像变换,缩放 与旋转操作 ,与试验箱运行结果进行比对 ; 2 记录与整理试验报告 四, 试验程序 X=imreadE:test,jpg; figure,imshowX;title 原图 %缩放 A=0 ,5 0 0;

4、0 2 0;0 0 1; T=maketformaffine,A; Z=imtransformX,T; figure,imshowZ,title 图像缩放 ; %图像旋转 A=cospi/4 sinpi/4 0;-sinpi/4 cospi/4 0;0 0 1; T=maketformaffine,A; Z=imtransformX,T; figure,imshowZ;title 图像旋转 ; %水平剪切 A=1 0 0;0 ,5 1 0;0 0 1; T=maketformaffine,A; Z=imtransformX,T; figure,imshowZ;title 水平剪切 ; %垂直剪

5、切 A=1 0 ,5 0;0 1 0;0 0 1; T=maketformaffine,A; Z=imtransformX,T; figure,imshowZ;title 垂直剪切 ; %水平镜像 A=-1 0 0;0 1 0;1 0 1; T=maketformaffine,A; Z=imtransformX,T; figure,imshowZ;title 水平镜像 ; %垂直镜像 第 2 页,共 7 页第三次试验报告数字图像处理试验 A=1 0 0;0 -1 0;0 1 1; T=maketformaffine,A; Z=imtransformX,T; figure,imshowZ;tit

6、le 垂直镜像 ; 五, 试验结果图 图像的几何变换 原图 图像缩放 图像旋转 第 3 页,共 7 页水平剪切 垂直剪切 第三次试验报告数字图像处理试验 图像的几何变换 水平镜像 垂直镜像 第三次试验报告数字图像处理试验 图像的几何变换 第三次试验报告数字图像处理试验 六, 结果分析 1.图像的平移； 经典的图像平移有两种算法 图像的几何变换 ,一种不会转变图像大小 ,另一种可 以相应扩大图像； 本程序接受了第一种算法； 为了使图像能依据用户指定的水平 平移量与垂直平移量移动 ,作者第确定义了一个参数设定窗 ,并在图像平移菜单的 大事处理函数中对此对话框进行定义 ,猎取平移量；然后调用图像平移

7、函数 ,从而 实现将图像中全部的点 像素都依据指定的平移量水平, 垂直移动 ,平移后的图像 上的每一点都可以在原图像中找到对应的点； 2.图像的镜像；图像的水平镜像操作就是将图像的左半部分与右半部分以图 像垂直中轴线为中心镜像进行对换 ;图像的垂直镜像操作就是将图像上半部分与 下半部分以图像水平中轴线镜像进行对换；可以一个个像素进行镜像 ,也可以利 用位图储备的连续性进行整行复制；对于水平镜像作者接受前者 ,而垂直镜像采 用后者 ,对两种方法都进行了尝试； 第 6 页,共 7 页第三次试验报告数字图像处理试验 图像的几何变换 3.图像的转置；即将图像像素的 x 坐标与 y 坐标互换；它与图像的

8、镜像变换 类似 ,不同之处在于图像转置后 DIB 的头文件也要进行相应的转变 ,即更新宽度与 高度信息；因此传递给图像转置函数的参数就是直接指向 DIB 的指针 ,而不就是 直接指向 DIB 像素的指针；程序第一一个个像素进行转置复制 ,然后互换 DIB 中 图像的高宽 ,实现图像转置的功能； 4.图像的缩放；程序将图像按用户设定的 X 轴方向的缩放比率与 Y 轴方向的 缩放比率进行缩放； 此操作产生的图像中的像素可能在原图中找不到相应的像素 点 ,因此必需进行近似处理； 此处理有多种方法 ,可以接受最邻近插值算法 ,也可以 接受别的插值算法；后者处理成效要好一些 ,但就是运算量也相应增加许多 ,因此 本程序接受前者 ,即最邻近插值算法；最终 ,由于缩放转变了图像的高度与宽度 , 因此仍需要对 DIB 头文件的高度与宽度信息进行更新； 5.图像的旋转；程序将图像以图像中心为原点 ,依据用户设定的旋转角度进行