图像几何变换.docx
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图像几何变换
图像几何变换
一、实验目的
（1）学习几种常见的图像几何变换，并通过实验体会几何变换的效果；
（2）掌握图像平移、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）掌握matlab编程环境中基本的图像处理函数
（4）掌握图像的复合变换
二、涉及知识点
（1）图像几何变换不改变图像像素的值，只改变像素所在的几何位置
（2）图像裁剪imcrop函数，语法格式为：
B=imcrop（A）;交互式用鼠标选取区域进行剪切
B=imcrop（A,[lefttoprightbottom]）;针对指定的区域[lefttoprightbottom]进行剪切
（3）图像缩放imresize函数，语法格式为：
B=imresize（A,m,method）
这里参数method用于指定插值的方法，可选用的值为'nearest'（最邻近法），'bilinear'（双线性插值），'bicubic'（双三次插值），默认为'nearest'。
B=imresize（A,m,method）返回原图A的m倍放大的图像（m小于1时效果是缩小）。
（4）图像旋转imrotate函数，语法格式为：
B=imrotate（A,angle,’crop’），参数crop用于指定裁剪旋转后超出图像的部分。
三、实验内容
（1）将图像hehua.bmp裁剪成200X200大小，并保存
（2）制作动画，将一幅图像逐渐向左上角平移移出图像区域，空白的地方用白色填充
（3）利用剪切图像函数制作动画
（4）将图像分别放大1.5倍和缩小0.8倍，插值方法使用最近邻域法和双线性插值法，对比显示图像。
（5）将图像水平镜像，再顺时针旋转45度，显示旋转后的图像。
（6）将图像分别进行水平方向30度错切，垂直方向45度错切，分别显示结果
具体实现：
1.将图像hehua.bmp裁剪成200X200大小，并保存
I=imread（'hehua.bmp'）;
n=size（I）;
figure;
subplot（1,2,1）;
imshow（I）;
title（'原图'）;
I=double（I）;
I1=zeros（200,200,n（3））;
I1=I（1:
200,1:
200,1:
n（3））;
subplot（1,2,2）;
imshow（uint8（I1））;
title（'裁剪'）;
imwrite（uint8（I1）,'hehua1.bmp','bmp'）;
2.制作动画，将一幅图像逐渐向左上角平移移出图像区域，空白的地方用白色填充
I=imread（'hehua1.bmp'）;
[m,n,l]=size（I）;
figure;
imshow（I）;
title（'原图'）;
I=double（I）;
fori=1:
10
x=10*i;
y=10*i;
subplot（3,4,i）;
G=zeros（m,n,l）+255;
fori=1:
m-x-1
forj=1:
n-y-1
fork=1:
l
G（i,j,k）=I（i+x+1,j+y+1,k）;
end
end
end
imshow（uint8（G））;
title（'平移图'）;
end
3.利用剪切图像函数制作动画
I=imread（'hehua.bmp'）;
[m,n,l]=size（I）;
figure;
subplot（3,4,1）;
imshow（I）;
title（'原图'）;
I=double（I）;
fori=1:
10
x=200-i*20;
y=200+i*20;
subplot（3,4,i+1）;
G=imcrop（I,[x,x,y,y]）
imshow（uint8（G））;
end
4.将图像分别放大1.5倍和缩小0.8倍，插值方法使用最近邻域法和双线性插值法，对比显示图像。
im=imread（'hehua1.bmp'）;
subplot（2,3,1）;
imshow（im）;
title（'原图'）;
xscale=1.5;yscale=1.5;
[row,col,r]=size（im）;
row=row*yscale;col=col*xscale;
im1=uint8（zeros（uint16（row）,uint16（col）,uint16（r）））;
fori=1:
row
forj=1:
col
x=j/xscale;y=i/yscale;
im1（i,j,1）=im（uint16（y）,uint16（x）,1）;
im1（i,j,2）=im（uint16（y）,uint16（x）,2）;
im1（i,j,3）=im（uint16（y）,uint16（x）,3）;
end
end
subplot（2,3,2）;
imshow（im1）;
title（'最近邻域法1.5'）;
im2=uint8（zeros（uint16（row）,uint16（col）,uint16（r）））;
fori=2:
row-1
forj=2:
col-1
x=j/xscale;y=i/yscale;
left=floor（x）;top=floor（y）;
right=left+1;bottom=top+1;
u=x-left;v=y-top;
im2（i,j,1）=uint8（（1-u）*（1-v）*im（top,left,1）+（1-u）*v*im（top,right,1）+...
u*（1-v）*im（bottom,left,1）+u*v*im（bottom,right,1））;
im2（i,j,2）=uint8（（1-u）*（1-v）*im（top,left,2）+（1-u）*v*im（top,right,2）+...
u*（1-v）*im（bottom,left,2）+u*v*im（bottom,right,2））;
im2（i,j,3）=uint8（（1-u）*（1-v）*im（top,left,3）+（1-u）*v*im（top,right,3）+...
u*（1-v）*im（bottom,left,3）+u*v*im（bottom,right,3））;
end
end
subplot（2,3,3）;
imshow（im2）;
title（'双线性插值1.5'）;
im=imread（'hehua1.bmp'）;
subplot（2,3,4）;
imshow（im）;
title（'原图'）;
xscale=0.8;yscale=0.8;
[row,col,r]=size（im）;
row=row*yscale;col=col*xscale;
im1=uint8（zeros（uint16（row）,uint16（col）,uint16（r）））;
fori=1:
row
forj=1:
col
x=j/xscale;y=i/yscale;
im1（i,j,1）=im（uint16（y）,uint16（x）,1）;
im1（i,j,2）=im（uint16（y）,uint16（x）,2）;
im1（i,j,3）=im（uint16（y）,uint16（x）,3）;
end
end
subplot（2,3,5）;
imshow（im1）;
title（'最近邻域法0.8'）;
im2=uint8（zeros（uint16（row）,uint16（col）,uint16（r）））;
fori=2:
row-1
forj=2:
col-1
x=j/xscale;y=i/yscale;
left=floor（x）;top=floor（y）;
right=left+1;bottom=top+1;
u=x-left;v=y-top;
im2（i,j,1）=uint8（（1-u）*（1-v）*im（top,left,1）+（1-u）*v*im（top,right,1）+...
u*（1-v）*im（bottom,left,1）+u*v*im（bottom,right,1））;
im2（i,j,2）=uint8（（1-u）*（1-v）*im（top,left,2）+（1-u）*v*im（top,right,2）+...
u*（1-v）*im（bottom,left,2）+u*v*im（bottom,right,2））;
im2（i,j,3）=uint8（（1-u）*（1-v）*im（top,left,3）+（1-u）*v*im（top,right,3）+...
u*（1-v）*im（bottom,left,3）+u*v*im（bottom,right,3））;
end
end
subplot（2,3,6）;
imshow（im2）;
title（'双线性插值0.8'）;
5.将图像水平镜像，再顺时针旋转45度，显示旋转后的图像。
I=imread（'hehua1.bmp'）;
figure;
subplot（1,2,1）;
imshow（I）;
title（'原图'）;
I=double（I）;
[m,n,l]=size（I）;
I1（1:
m,1:
n,1:
l）=I（1:
m,n:
-1:
1,1:
l）;
I2=imrotate（I1,315,'nearest'）;
I3=uint8（I2）;
subplot（1,2,2）;
imshow（I3）;
title（'水平镜像顺时针旋转45度'）;
6.将图像分别进行水平方向30度错切，垂直方向45度错切，分别显示结果
I=imread（'hehua.bmp'）;
[m,n,l]=size（I）;
figure;
subplot（1,3,1）;
imshow（I）;
title（'原图'）;
I=double（I）;
G=zeros（m,n,l）
fori=1:
m
forj=1:
n
fork=1:
l
G（i+round（sqrt（3）/3*j）,j,k）=I（i,j,k）;
end
end
end
subplot（1,3,2）;
imshow（uint8（G））;
title（'水平30度'）;
G1=zeros（m,n,l）
fori=1:
m
forj=1:
n
fork=1:
l
G1（i,j+i,k）=I（i,j,k）;
end
end
end
subplot（1,3,3）;
imshow（uint8（G1））;
title（'垂直45度'）；
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