用MATLAB编程实现数字图像旋转-必威体育精装版年精选文档.pdfVIP

用 MATLAB编程实现数字图像旋转 数字图像处理是指将图像信号转换成数字信号并利用计算 机对其进行处理的过程。目前 , 数字图像处理的信息大多是二维 信息。由于数据量大 , 因此对计算机的计算速度、存储容量等要 求较高。随着微型计算机性能的提高 , 原来以大型机、小型机为 主机的图像处理系统演变为以微机为主机的结构 , 其应用也迅速 普及 , 当前图像处理技术在工业自动化、工业检测、遥感探测、 军事、航空、生物医学等各个方面都发挥着十分重要的作用。 图像旋转是一种常用的数字图像处理技术 , 传统的图像旋转 都是在二维空间中进行的 , 由于旋转后图像像素点坐标不再是整 数 , 故旋转后必须对像素点灰度进行一维插值运算或二维插值运 算 , 尤其是当对旋转后的图像质量要求较高时 , 需要采用高阶插 值运算。 文章从通用的图像旋转矩阵着手 , 给出了图像旋转变及换简 单综合插值的推导过程 , 并用 Matlab 编程工具进行实验验证图 像旋转结果。 1Matlab 简介 MATLAB是矩阵实验室 (Matrix Laboratory) 之意。除具备卓 越的数值计算能力外 , 它还提供了专业水平的符号计算 , 可视化 建模仿真和实时控制等功能。 MATLAB的基本数据单位是矩阵 , 它 的指令表达式与数学 , 工程中常用的形式十分相似 , 故用 MATLAB 来解算问题要比用 C、C#等语言来解算相同的事情简捷得多。 2 图像旋转矩阵 一般图像的旋转是以图像的中心为原点 , 将图像上所有像素 都旋转一个相同角度。图像的旋转变换后 , 图像的大小会改变。 在图像旋转变换中既可以把转出显示区域的图像截去 , 也可以扩 大范围 ( 即是移动图像 ), 以显示所有的图像。 设点 旋转角后的对 应点为 ,r 是点到原点 (0,0) 的距离 , 在旋转过程中 ,r 保持不变。 如图 1 所示。 由三角函数公式可得 : 写成矩阵表示为 : 利用公式进行图像旋转变换时要需要注意如下两点 : ①图像旋转之前 , 为了避免信息的丢失 , 一定要进行坐标移 动 , 使旋转后的图像在计算机屏幕上能全部看得到。图像的移动 是将一副图像所有点都按照给定的偏移量在水平方向沿 x 轴平 移△x 、在垂直方向沿 y 轴纵移△ y, 移动后的图像与原图像相同 , 图像上的点 P0(x0,y0) 和 P(x,y) 之间的关系可以用如下的移动 变换矩阵表示为 : ②图像旋转之后 , 由于坐标取整数的原因 , 会出现许多空洞 点, 对这些空洞点必须进行填充处理 , 否则画面效果不好 , 一般