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数字图像处理——实验二 图像的几何变换

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数字图像处理实验二

实验二 图像的几何变换

一．实验目的及要求

掌握图像几何变换的基本原理，熟练掌握数字图像的缩放、旋转、平移、镜像和转置的基本原理及其MATLAB编程实现方法。

二、实验设备

1．计算机；

2．MATLAB6.5；

三、实验内容及结果

（一）研究以下程序，分析程序功能；输入执行各命令行，认真观察命令执行的结果。熟悉程序中所使用函数的调用方法，改变有关参数，观察试验结果。

1. 图像缩放

分析：imresize 函数功能：用于对图像做缩放处理

J1 = imresize(I, Scale, 'nearest') 即将图像I，采用最近邻插值算法，放大（缩小）Scale倍。

J2 = imresize(I, Scale, 'bilinear') 即将图像I，采用双线性插值算法，放大（缩小）Scale倍。

通过改变Scale的大小，可以观察到生成的图像大小随之改变，且放大倍数越大，图像变得越模糊。

在放大相同倍数的情况下，可以观察到采用双线性插值算法的图像更为清晰。

2. 图像旋转 Original Imagee-- using the nearest neighbormage-- using the bilinear inter 数字图像处理实验二

分析：imrotate 函数功能：用于对图像做旋转处理

J1 = imrotate(I, Theta, 'nearest') 即将图像I，采用最近邻插值算法，绕图像的中心点旋转Theta度， 正数表示逆时针旋转， 负数表示顺时针旋转，旋转后的图像超出的部分填充0（黑色）。

J2 = imrotate(I, Theta, 'bilinear', 'crop') 功能同上，不同的是采用了双线性插值算法，'crop'表示通过对旋转后的图像进行裁剪，保持旋转后输出图像的尺寸和输入图像的尺寸一样。

通过改变Theta的大小，可以观察到生成的图像旋转角度随之改变，同时，采用双线性插值算法的图像更为清晰。

3．图像水平镜象

分析：flipdim(X,dim)，其中X表示一个矩阵，dim指定翻转方式，dim为1，表示按Original Image Rotated Image-- using the bilinear interpolation Rotated Image-- using the nearest neighbor interpolation 数字图像处理实验二

行翻转，2表示按列翻转。

I1 = flipdim(I,2) 即得到图像I的水平镜像

I2 = flipdim(I,1) 即得到图像I的垂直镜像

(二)用MATLAB编程实现以下图像几何变换

1．图像平移

原理：图像平移即将一幅图像上所有的点都按照给定的偏移量在水平方向沿x轴，在垂直方向沿y轴移动。

设点𝐴0（𝑥0，𝑦0）进行平移后到A（x，y），其中x方向的平移量为∆x，y方向的平移量为∆y，那么A(x,y)的坐标为：

yyyxxx00 即11001001100yxyxyx

对应的逆变换为：11001001100yxyxyx即yyyxxx00

clear all, close all

I = imread('cameraman.tif');

L1=50;

L2=50;

H=size(I);

a=1:H(1)-L1;

b=1:H(2)-L2;

a1=L1+1:H(1);

b1=L2+1:H(2);

I1(a1,b1)=I(a,b);

figure(1),imshow(I),title('Original Image');

figure(2),imshow(I1),title('New Image');

Original ImageNew Image 数字图像处理实验二

2．图像转置

原理：图像的转置是将给定图像像素的x坐标和y坐标互换的几何变换，设点P0(x0,

y0) 转置后的对应点为P(x, y)，转置变换可表述为：

00xyyx 或

1100001010100yxyx，对应的逆变换为：1100001010100yxyx 或

xyyx00

转置后图像的宽、高发生改变，即输出图像的高度为原始图像的宽度，输出图像的宽度为原始图像的高度。

clear all, close all

I = imread('moon.tif');

I1=I';

subplot(3,4,[1 5 9]),imshow(I),title('Original Image');

subplot(3,4,[6 7 8]),imshow(I1),title('New Image');

四．实验总结

本次实验主要对图像的几何变换知识通过matlab进行练习，加深了理解。图像的几何变换包括图像的缩放，旋转，平移，镜像以及剪切等运算，通过几何变换，图像的像素值会发生变化。在做实验之前，一定要先复习一下相关知识，这样做起来效率更高，也更有益于复习巩固。

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数字图像处理简答题及答案.

数字图像处理简答题及答案.

数字图像处理简答题及答案

简答题

1、 数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的4种。

2、 什么是图像识别与理解？

3、 简述数字图像处理的至少3种主要研究内容。

4、 简述数字图像处理的至少4种应用。

5、 简述图像几何变换与图像变换的区别。

6、 图像的数字化包含哪些步骤？简述这些步骤。

7、 图像量化时，如果量化级比较小会出现什么现象？为什么？

8、 简述二值图像与彩色图像的区别。

9、 简述二值图像与灰度图像的区别。

10、 简述灰度图像与彩色图像的区别。

11、 简述直角坐标系中图像旋转的过程。

12、 如何解决直角坐标系中图像旋转过程中产生的图像空穴问题？

13、 举例说明使用邻近行插值法进行空穴填充的过程。

14、 举例说明使用均值插值法进行空穴填充的过程。

15、 均值滤波器对高斯噪声的滤波效果如何？试分析其中的原因。

16、 简述均值滤波器对椒盐噪声的滤波原理，并进行效果分析。

17、 中值滤波器对椒盐噪声的滤波效果如何？试分析其中的原因。

18、 使用中值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果相同吗？为什么会出现这种现象？

19、 使用均值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果相同吗？为什么会出现这种现象？

20、 写出腐蚀运算的处理过程。

21、 写出膨胀运算的处理过程。

22、 为什么YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示？

23、 简述白平衡方法的主要原理。

24、 YUV表色系的优点是什么？

25、 请简述快速傅里叶变换的原理。

26、 傅里叶变换在图像处理中有着广泛的应用，请简述其在图像的高通滤波中的应用原理。

27、 傅里叶变换在图像处理中有着广泛的应用，请简述其在图像的低通滤波中的应用原理。

28、 小波变换在图像处理中有着广泛的应用，请简述其在图像的压缩中的应用原理。

29、 什么是图像的无损压缩？给出2种无损压缩算法。

2、 对于扫描结果：aaaabbbccdeeeeefffffff，若对其进行霍夫曼编码之后的结果是：f=01

图形的几何变换

图形的几何变换

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。随着科技不断发展，图形的几何变换也在不断地创新和拓展。

uint8(300)数字图像处理

uint8(300)数字图像处理

uint8（300）数字图像处理

常见的数字图像的几何变换包括平移、镜像、旋转、缩放和错切等，是图像处理软件必须具备的操作手段。本次实验的目的是要求掌握各种变换的基本原理和方法，能够运用Matlab编写程序，实现这些变换。其中，由于变化产生的空穴、马赛克和锯齿现象，希望能够采用适当的插值算法，消除它们的影响，改善图像质量。

为了节省存储空间，matlab为图像提供了特殊的数据类型uint8（8位无符号整数），以此方式存储的图像称作8位图像。imread把灰度图像存入一个8位矩阵，当为RGB图像时，就存入8位RGB矩阵中。

因此，matlab读入图像的数据是uint8，而matlab中数值一般采用double型（64位）存储和运算。所以要先将图像转为double格式的才能运算，12=im2double（11）%把图像I1转换成double精度类型（假设图形矩阵范围0～255）或者I64=double（I8）/255；%uint转换成double如果不转换，计算会产生溢出。

意思也就是显示的时候用uint8运算的时候用doubleim2double（）：将图象数组转换成double精度类型im2uint8（）：将图象数组转换成unit8类型。

数字图像处理笔记

数字图像处理笔记

第一章基本概念

1、图像：是对客观存在物体的一种相似性的生动模仿与描述。（图像是对客观存在的物体的某种属性的平面或空间描述）

2、图像分为：物理图像、虚拟图像

物理图像：物质和能量的实际分布。

虚拟图像：采用数学的方法，将由概念形成的物体（不是实物）进行表示的图像。

3、图像分为：

数字图像（离散的）

模拟图像（连续的）

4、数字图像是用数字阵列表示的图像。数字阵列中的每一个数字，表示数字图像的一个最小单位，称为像素。像素是组成数字图像的基本元素。

5、数字图像的表示方法：（以黑白图像为例）

黑白图像可用二维函数f(x,y)表示，其中x,y是平面的二维坐标，f(x,y)表示点(x,y)的亮度值(灰度值) 。

7、数字图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。

8、低级图像处理、中级图像处理和高级图像处理。

（1）低级图像处理：主要对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果、或突出有用信息，并为自动识别打基础，或通过编码以减少对其所需存储空间、传输时间或传输带宽的要求。

特点：输入是图像，输出也是图像。

（2）中级图像处理：主要对图像中感兴趣的目标进行检测（或分割）和测量，以获得它们的客观信息从而建立对图像的描述。

特点：输入是图像，输出是特征（如边界、轮廓及物体标识）。

（3）高级图像处理：在中级图像处理的基础上，进一步研究图像中各目标的性质和它们之间相互的联系，并得出对图像内容含义的理解（对象识别）及对原来客观场景的解释（计算机视觉）。

特点：输入是数据，输出是理解。

9、根据你自己的理解，选择一个数字图像处理的应用实例，并简单说明其中涉及的具体技术。

在用手机软件修图时，照片由模糊变清晰用的是图像增强技术、放大缩小用的是图像的几何变换技术、把某个特征提取出来用的是图像分割技术。

第二章采样量化