数字图像处理 实验三 图像的几何变换实验

实验环境:windows 11      matlab2018a

注意，实验有参考成分！！！

一。实验目的：

1.熟悉MATLAB或OpenCV的操作和基本功能;

2.理解和掌握图像的平移、垂直镜像变换、水平镜像变换、缩放和旋转的原理和应用;

二、实验原理：

1、图像的平移：

图像平移与点的平移相类似，可以将图像的平移类比于图像的像素点的平移。

初始坐标为（x，y）的点经过平移（x0，y0），坐标变为（x'，y'）。

像：x1=x+x0,y1=y+y0一样，

以矩阵形式表示为∶

平移可以使用matlab的translate函数，注意参数的选择。

2.图像的镜像变换是以图像的垂直中轴线或者水平中轴线进行变换。有垂直变换和水平变换的区别。下面是矩阵表示。

在这里，可以使用matlab的flipdim函数进行操作，这里需要注意函数的参数的选择。

3.图像的缩小和放大的矩阵为：

当Sx≤1，Sy≤1时，图像缩小；Sx≥1，Sy≥1时，图像放大。

这里的缩小和放大也可以类比于像素点的缩小与方法的问题。

这里的缩小和放大可以使用matlab的imresize函数，这里需要注意函数的操作。

4.图像的旋转操作：

我们一般认为图像应该绕着中心点旋转，但是图像的原点在左上角，在计算的时候首先需要将左上角的原点移到图像中心，并且Y轴需要翻转。

其变换矩阵为∶

该变换矩阵是绕坐标轴原点进行的，如果是绕一个指定点（a，b）旋转，则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。

图像的旋转可以使用matlab的imrotate函数进行，这里需要注意函数的参数。

三、实验内容步骤:

要求使用MATLAB或OpenCV来完成以下实验。

1.对图像进行平移变换；2.对图像进行垂直镜像变换；3.对图像进行水平镜像变换；

4.对图像进行缩放和旋转操作。

实验开始：

1.图像的平移变换：(这里的平移变换是任意坐标的变换)

代码使用到translate函数、imdilate函数，其中translate函数用于图像移动，imdilate函数用于图像的膨胀。

这里的两个set语句可以不用写，这里为了方便就加上了。

2.图像垂直镜像变换：这里使用了flipdim函数进行操作

这里注意，当flipdim函数第二个参数是1的时候，图像实现上下翻转，当第二个参数是2的时候，图像实现垂直轴的左右翻转。这个函数的使用需要在matlab高版本的条件下。

3.对图像进行水平镜像变换：

这里也像第二题一样使用flipdim函数都可以。

4.对图像进行缩放和旋转操作：

图像的缩放操作可以使用imresize函数，图像的旋转操作可以使用imrotate函数。

这里使用的imresize函数之中的参数’nearest’是改变图像尺寸时采用最近邻插值方法。

下面是旋转操作：