第四章--图像的几何变换
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第一章概述1. 数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。
数字阵列中的每个数字,表示数字图像的一个最小单位,称为__________。
5. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。
其中,________________的目的是根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。
解答:1. 像素5. 图像重建第二章数字图像处理的根底1. 量化可以分为均匀量化和________________两大类。
3. 图像因其表现方式的不同,可以分为连续图像和________________两大类。
5. 对应于不同的场景内容,一般数字图像可以分为________________、灰度图像和彩色图像三类。
解答:1. 非均匀量化 3. 离散图像 5. 二值图像1. 一幅数字图像是:( )A、一个观测系统。
B、一个有许多像素排列而成的实体。
C、一个2-D数组中的元素。
D、一个3-D空间的场景。
3. 图像与灰度直方图间的对应关系是:〔〕A、一一对应B、多对一C、一对多D、都不对4. 以下算法中属于局部处理的是:〔〕A、灰度线性变换B、二值化C、傅立叶变换D、中值滤波5. 一幅256*256的图像,假设灰度级数为16,那么该图像的大小是:〔〕A、128KBB、32KBC、1MB C、2MB6. 一幅512*512的图像,假设灰度级数为16,那么该图像的大小是:〔〕A、128KBB、32KBC、1MB C、2MB解答:1. B 3. B 4. D 5. B 6. A1. 可以用f(x,y)来表示一幅2-D数字图像。
〔〕3. 数字图像坐标系与直角坐标系一致。
〔〕4. 矩阵坐标系与直角坐标系一致。
〔〕5. 数字图像坐标系可以定义为矩阵坐标系。
〔〕6. 图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的灰度级数不够多造成的。
〔〕10. 采样是空间离散化的过程。
〔〕解答:1. T 3. F 4. F 5. T 6. T 10. T1、马赫带效应是指图像不同灰度级条带之间在灰度交界处存在的毛边现象〔√〕第三章图像几何变换1. 图像的根本位置变换包括了图像的________________、镜像及旋转。
图形的几何变换图形的几何变换是指对于一个图形,在平面上或空间中进行比例、旋转、平移、对称等操作后,得到的新图形。
这种操作可以改变图形的大小、方向、位置等特征,广泛运用于数学、物理、美术、计算机图形等领域。
以下从不同变换类型的角度分析图形的几何变换。
一、比例变换比例变换是指将一个图形沿着某个中心点或轴线进行等比例伸缩的变换。
其结果通常是一个形状相似但大小不同的新图形。
比例变换可以分为放大和缩小两种情况,当比例因子大于1时,为放大;比例因子小于1时,为缩小。
比例变换常见的应用包括模型制作、图形的等比例缩放等。
二、旋转变换旋转变换是指将一个图形沿着某个轴心或轴线进行旋转的变换。
旋转变换可分为顺时针旋转和逆时针旋转两种情况,其结果是一个相似但方向不同的新图形。
旋转变换的角度通常用弧度制表示,旋转角度为正时为逆时针旋转,为负时为顺时针旋转,常见的应用包括风车的运动、建筑设计的转角变换等。
三、平移变换平移变换又叫做移动变换,是指将一个图形沿着某个方向进行平移的变换。
平移变换可以将图形整体沿着平移向量的方向进行移动,其结果是一个与原图形相同但位置不同的新图形。
平移变换常见的应用包括机器人的运动、物体的位移等。
平移变换也可以看作是比例变换的特殊情况,比例因子为1,即不改变图形的大小。
四、对称变换对称变换是指将一个图形沿着某个轴线进行翻折的操作。
对称变换可以分为对称、反对称和正交对称三种类型。
对称变换的结果通常是一个与原图形相等但位置镜像对称的新图形。
对称变换在分形几何、美术设计等领域都有着广泛的应用。
五、仿射变换仿射变换是指图形在平面上或空间中进行非等比例伸缩、旋转、平移和投影等操作时的变换。
仿射变换的结果通常是一个与原图形相似但有略微变形的新图形。
仿射变换包括平移变换、旋转变换、比例变换和剪切变换等。
其应用领域包括医学图像处理、计算机图形学等。
总结图形的几何变换在现代科技和艺术中有着广泛的应用。
比例变换常用于造型、模型制作和图形的等比例缩放;旋转变换常用于旋转花纹、风车运动、建筑转角的变化等;平移变换常用于运动控制、物体的位移等;对称变换常用于几何分形、美术设计等领域;仿射变换则是结合了以上变换操作的高级变换,其应用范围更加广泛。
几何变换的计算几何变换是数学中研究物体位置、形状和尺寸改变的方法。
通过几何变换,我们可以对图像进行平移、旋转、缩放和裁剪等操作,以达到我们预期的效果。
在计算机图形学、计算机视觉和计算机图像处理等领域中,几何变换被广泛应用。
一、平移变换平移变换是指将目标图像在平面上按照给定的坐标偏移量进行移动。
平移变换只改变图像的位置,不改变其形状和尺寸。
平移变换的矩阵表示如下:| 1 0 dx |T=| 0 1 dy || 0 0 1 |其中,dx和dy分别表示在x轴和y轴方向上的平移距离。
二、旋转变换旋转变换是指将目标图像按照给定的角度绕着旋转中心进行旋转。
旋转变换可以使图像发生旋转,改变其方向。
旋转变换的矩阵表示如下:| cosθ -sinθ 0 |R=| sinθ cosθ 0 || 0 0 1 |其中,θ表示旋转的角度。
三、缩放变换缩放变换是指将图像按照给定的比例因子进行放大或缩小。
缩放变换可以改变图像的尺寸,但不改变其形状和位置。
缩放变换的矩阵表示如下:| sx 0 0 |S=| 0 sy 0 || 0 0 1 |其中,sx和sy分别表示在x轴和y轴方向上的缩放比例。
四、裁剪变换裁剪变换是指通过去除目标图像的某些部分,将图像的大小剪裁为所需的区域。
裁剪变换可以改变图像的形状和位置,同时改变其尺寸。
裁剪变换的矩阵表示如下:| 1 0 0 |C=| 0 1 0 || cx cy 1 |其中,cx和cy表示裁剪中心的坐标。
五、仿射变换仿射变换是指将图像进行位置、形状和尺寸的综合变换。
仿射变换可以实现平移、旋转、缩放和倾斜等操作。
仿射变换的矩阵表示如下: | a b 0 |A=| c d 0 || tx ty 1 |其中,a、b、c和d分别表示缩放、旋转和倾斜变换的参数,tx和ty表示平移变换的坐标。
六、透视变换透视变换是指将图像在三维空间中进行形状和位置的改变。
透视变换可以改变图像的尺寸、角度和倾斜等效果。