第二章 图像变换技术
- 格式:ppt
- 大小:2.23 MB
- 文档页数:78
形状。
新课讲授新课讲授刚才同学们已经欣赏了作品,让我们来试一试。
同学们之前已打开电脑和Photoshop软件,现在打开素材,自己尝试如何通过编辑菜单对素材进行大小和形状的变换,这时同学们已迫不及待的动手尝试,我进行巡视、观察。
1.在Photoshop中,打开要变换的图像,单击“编辑”菜单中的“自由变换”命令,图像四周出现编辑框。
2.把鼠标指针指向控制点,指针变成↕或↔形时拖动,适当调整图像的大小。
3.单击选项栏右侧的按钮,可以改变图像的形状。
教师演示变换图像大小的操作:(1)打开要变换的图像,选定适当的背景色,如紫色。
(2)用工具,选定要变换的图像的局部。
(3)执行“编辑→自由变换”命令,选定区域的四周会出现编辑框。
(4)把鼠标指针指向控制点,当指针变成↕或↔形时拖动,适当调整图像的大小。
(5)按一下回车键,或单击选项栏右侧的按钮,就可以改变图像的形状。
此后取消选定区域,图像就固定下来了。
教师总结技巧:自由变换还可使用组合键:Ctrl+T。
教师提问:把鼠标指针移动到编辑框外,当指针变成类似形时,适当旋转图像,看有什么样的变化。
(三)巩固尝试:其他变1.在Photoshop中,打开要变换的图像,单击“编辑”菜单中的“自由变换”命令,图像四周出现编辑框。
2.把鼠标指针指向控制点,指针变成↕或↔形时拖动,适当调整图像的大小。
3.单击选项栏右侧的按钮,可以改变图像的形状。
学生操作:打开一幅图像,选定要变换的部分区域,执行编辑自由变换命令,出现编辑框,拖动编辑框上的控制点调整图像的大小,在编辑框外拖动适当旋转图像,敲回车键或单击选项栏右侧的对号按钮,图像就改变了。
1.最后调整完毕可以直接按回车键;2.操作之前没有选定区域。
教师首先对第一位上台演示的同学的做法表示肯定与鼓励,同时对几位补充的同学给予赞扬。
学生分组操作并讨论,结果发现这样可以让图像进行不同角度的旋转。
继续让学生动手尝试。
8.图像变换技术经过图像变换后,⼀⽅⾯能够更有效地反映图像⾃⾝的特征,另⼀⽅⾯也可使能量集中在少量数据上,更有利于图像的存储、传输和处理。
8.1 图像Radon变换从检测器获取投影数据的过程,就是图像中的Radon变换。
8.1.1 Radon正变换1 %对图像进⾏0°和45°⽅向上的Radon变换2 clear all; close all;3 I=zeros(200, 200); %建⽴图像4 I(50:150, 50:150)=1;5 [R, xp]=radon(I, [0, 45]); %Radon变换6 figure;7 subplot(131);imshow(I);8 subplot(132);plot(xp, R(:, 1)); %0° Radon变换结果9 subplot(133);plot(xp, R(:, 2)); %45° Radon变换结果1011 %对图像从0°到180°每隔10°做Radon变换12 clear all; close all;13 I=zeros(200, 200);14 I(50:150, 50:150)=1;15 theta=0:10:180; %⾓度值16 [R, xp]=radon(I, theta); %Radon变换17 figure;18 subplot(121);imshow(I);19 subplot(122);imagesc(theta, xp, R); %绘制各个⾓度变换结果20 colormap(hot); %设置调⾊板21 colorbar; %添加颜⾊条2223 %Radon变换检测直线24 clear all; close all;25 I=fitsread('solarspectra.fts');26 J=mat2gray(I); %转换为灰度图像27 BW=edge(J); %获取边缘28 figure;subplot(121);imshow(J);29 subplot(122);imshow(BW);30 theta=0:179; %⾓度31 [R, xp]=radon(BW, theta); %Radon变换32 figure;imagesc(theta, xp, R); %绘制各个⾓度变换结果33 colormap(hot); %设置调⾊板34 colorbar; %添加颜⾊条35 Rmax=max(max(R)) %获取最⼤值36 [row, column]=find(R>=Rmax) %获取⾏和列值37 x=xp(row) %获取位置38 angel=theta(column) %获取⾓度8.1.2 Radon反变换1 %Radon反变换恢复图像2 clear all; close all;3 I=imread('circuit.tif');4 theta=0:2:179;5 [R, xp]=radon(I, theta); %Radon变换6 J=iradon(R, theta); %Radon反变换7 figure;8 subplot(131);imshow(uint8(I));9 subplot(132);imagesc(theta, xp, R);10 axis normal;11 subplot(133);imshow(uint8(J));iradon()函数利⽤R矩阵各列的投影来构造图像I的近似值。
图像处理技术的图像尺度变换与旋转方法图像尺度变换和旋转是图像处理中常用的技术方法,旨在改变图像的大小和角度,从而满足特定需求。
本文将介绍图像尺度变换和旋转的基本原理和常用方法,并探讨它们在实际应用中的意义和效果。
我们来了解图像尺度变换的基本原理。
图像尺度变换是指根据给定的比例因子,等比例地改变图像的大小。
这种变换可以将图像放大或缩小,从而改变其细节和精度。
图像尺度变换的主要方法包括线性变换、仿射变换和透视变换。
线性变换是一种最简单的尺度变换方法。
通过对图像中每个像素的位置和颜色进行线性插值,可以将图像按照给定的比例因子进行放大或缩小。
线性变换广泛应用于图像的放大、缩小和平移等操作中。
仿射变换是一种更一般化的尺度变换方法。
它可以将图像进行放射性的变换,包括平移、旋转、缩放和错切等操作。
仿射变换的核心思想是通过线性矩阵变换来描述图像的几何变换关系。
通过调整矩阵的参数,可以实现不同程度和方向的尺度变换。
透视变换是一种更复杂的尺度变换方法,广泛应用于计算机视觉和计算机图形学领域。
透视变换基于投影原理,可以模拟场景中远近物体的尺度变化。
通过调整透视变换矩阵的参数,可以实现图像的非线性尺度变换,从而使物体在图像中呈现出透视变形的效果。
除了图像尺度变换,图像旋转也是图像处理中常用的技术方法之一。
图像旋转通过调整图像的角度,使之在不改变形状的前提下,改变其方向和构图。
图像旋转的主要方法包括仿射变换、极坐标变换和基于特征点的变换。
仿射变换是一种最常见的图像旋转方法。
通过调整旋转矩阵的参数,可以实现图像的任意角度的旋转。
仿射变换不仅可以改变图像的旋转角度,还可以进行平移、缩放和错切等操作,从而实现更大程度的变换。
极坐标变换是一种基于几何原理的图像旋转方法。
它通过将图像从笛卡尔坐标系转换为极坐标系,并在极坐标系中旋转图像,然后再将图像转换回笛卡尔坐标系,从而实现图像的旋转。
极坐标变换可以保证旋转后的图像在原图像上进行旋转,旋转中心为原始坐标系的中心点。
如何利用计算机视觉技术进行图像变换计算机视觉技术是一种通过计算机算法和模型来解析和理解图像的技术。
利用计算机视觉技术进行图像变换可以改变图像的外观和特征,为许多领域提供了广阔的应用前景,如广告设计、电影特效、人脸识别等。
本文将介绍如何利用计算机视觉技术进行图像变换的基本原理和应用。
首先,图像变换的基本原理是基于计算机对图像进行分析、计算和处理。
计算机视觉技术通过分析图像的像素和纹理特征,利用数学模型和算法对图像进行变换。
常见的图像变换包括图像缩放、旋转、平移、色彩调整等。
下面将介绍几种常见的图像变换方法:1. 图像缩放:图像缩放可以按照一定的比例调整图像的大小,使其适应不同的场景需求。
常见的图像缩放方法包括最邻近插值、双线性插值和双立方插值。
最邻近插值方法是最简单和最快速的方法,但会引入锯齿状边缘;双线性插值方法通过对邻域像素进行加权平均来计算新像素值,可以获得较好的图像质量;双立方插值方法在双线性插值的基础上引入更多邻域像素,可以获得更精确的图像变换效果。
2. 图像旋转:图像旋转可以将图像按照一定的角度进行旋转变换,改变图像的方向和视角。
常见的图像旋转方法包括最邻近插值旋转和双线性插值旋转。
最邻近插值旋转方法通过在旋转后的位置最邻近的像素值来计算新像素值,误差较大但计算速度较快;双线性插值旋转方法通过考虑邻域像素的权重来计算新像素值,可以得到较好的图像质量。
3. 图像平移:图像平移可以将图像在平面上沿着指定的方向进行移动,改变图像的位置和位置关系。
图像平移可以通过像素的复制和移动实现,也可以通过像素插值方法实现。
常见的图像平移方法包括最邻近插值和双线性插值。
最邻近插值平移方法通过复制和移动像素来实现图像平移,速度较快但会引入锯齿状边缘;双线性插值平移方法通过考虑邻域像素的权重来计算新像素值,可以得到较好的图像质量。
4. 色彩调整:色彩调整可以改变图像的色彩和亮度,使其适应不同的环境和需求。
常见的色彩调整方法包括对比度调整、亮度调整、饱和度调整等。
图像变换原理图像变换是一种通过改变图像的像素值或空间关系,以得到新的视觉效果或数据表示的技术。
它在计算机图形学、计算机视觉、图像处理等领域中具有重要的应用。
图像变换可以分为两类:几何变换和像素变换。
几何变换是通过改变图像的形状、位置、大小或者方向来实现的。
常见的几何变换包括平移、旋转、缩放和错切等操作。
平移是通过将图像在水平和垂直方向上的像素值进行移动来实现的,旋转是将图像绕着某个中心点旋转一定角度,缩放是通过改变图像的像素间距来改变图像的大小,而错切是通过改变图像像素之间的相对位置来改变图像的形状。
像素变换是通过改变图像的像素值来实现的。
常见的像素变换包括亮度调整、对比度调整、颜色空间转换和直方图均衡化等操作。
亮度调整是通过改变图像的亮度值来调整图像的明暗程度,对比度调整是通过改变图像的像素值范围来调整图像的清晰程度,颜色空间转换是将图像从一个颜色空间转换到另一个颜色空间,而直方图均衡化是通过改变图像的像素分布来增强图像的对比度和细节。
图像变换的原理主要包括以下几个方面:1. 像素级处理:图像变换是在图像的每个像素上进行的,通过改变每个像素的数值或颜色来实现图像的变换。
2. 空间转换:图像变换可以在图像的整个空间范围内进行,也可以只在图像的局部区域进行。
3. 插值方式:在对图像进行变换时,需要对新像素的像素值进行估计。
插值是一种常用的方法,通过对周围已知像素的像素值进行加权平均或其他数学处理来估计新像素的像素值。
4. 变换模型:不同的图像变换可以使用不同的数学模型来描述。
常见的变换模型包括仿射变换、透视变换和非线性变换等。
图像变换的原理和方法是计算机图形学和图像处理领域的基础知识,它为我们理解图像的特征提取、目标识别、图像增强和图像生成等问题提供了重要的工具和思路。
随着计算机技术的不断发展,图像变换的应用和研究也在不断深入和扩展,为我们实现更加丰富多样的图像处理和图像生成效果提供了可能。
图像几何变换的原理及应用1. 引言图像几何变换是指通过对图像进行旋转、平移、缩放和仿射变换等操作,改变图像的位置、大小和形状,以达到特定的目的。
在计算机视觉、图像处理和计算机图形学等领域中,图像几何变换被广泛应用于图像的校正、增强、变换和特征提取等任务。
2. 原理图像几何变换的原理基于几何学的相关理论。
对于二维图像来说,可以通过变换矩阵对图像进行坐标变换,从而实现图像的几何变换。
以下是常见的图像几何变换操作及其原理:2.1 旋转旋转是指将图像按一定角度绕某个中心点进行旋转变换。
旋转操作可以通过变换矩阵实现,变换矩阵如下所示:cosθ -sinθ 0sinθ cosθ 00 0 1其中,θ表示旋转的角度。
通过对每个像素进行坐标变换,可以实现图像的旋转。
2.2 平移平移是指将图像沿着水平或垂直方向进行平移操作,即改变图像的位置。
平移操作可以通过变换矩阵实现,变换矩阵如下所示:1 0 tx0 1 ty0 0 1其中,tx和ty分别表示在x轴和y轴上的平移距离。
通过对每个像素进行坐标变换,可以实现图像的平移。
2.3 缩放缩放是指改变图像的尺寸大小。
缩放操作可以通过变换矩阵实现,变换矩阵如下所示:sx 0 00 sy 00 0 1其中,sx和sy分别表示在x轴和y轴上的缩放比例。
通过对每个像素进行坐标变换,并根据缩放比例进行采样,可以实现图像的缩放。
2.4 仿射变换仿射变换是指通过线性变换和平移来对图像进行变换。
仿射变换可以通过变换矩阵实现,变换矩阵如下所示:a11 a12 txa21 a22 ty0 0 1其中,a11、a12、a21和a22分别表示仿射变换的线性变换部分,tx和ty分别表示平移部分。
通过对每个像素进行坐标变换,并根据变换矩阵进行计算,可以实现图像的仿射变换。
3. 应用图像几何变换在各个领域中有着广泛的应用,以下列举了一些常见的应用场景:3.1 图像校正在图像处理中,由于各种因素的影响,例如相机畸变、透视变换等,图像可能会出现失真或畸变。