基于插值方法的數(shù)字圖像幾何變換的研究與實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計論文-文庫吧
2025-06-12 20:16 本頁面
【正文】 ................................ 10 數(shù)字圖像剪取 ....................................................... 12 IMCOPY 函數(shù) .................................................. 12 數(shù)字圖象剪取 .................................................. 12 第 4 章 結(jié)論 ............................................................ 15 參考文獻(xiàn) ............................................................... 16 附錄 ................................................................... 17 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 1 第 1章 前言在 20 世紀(jì) 20 年代，圖像處理首次應(yīng)用于改善倫敦和紐約之間海底電纜發(fā)送的圖片質(zhì)量。直到 20 世紀(jì) 50 年代數(shù)字計算機(jī)發(fā)展到一定水平后，數(shù)字圖像處理才真正引起人們的興趣。1964 年美國噴氣推進(jìn)實驗室（JPL），用計算機(jī)對“徘徊者 2 號”太空船發(fā)回的大批月球照片進(jìn)行處理，受到明顯的效果。60 年代末，數(shù)字圖像處理已經(jīng)形成了比較完善的體系，形成一門新的學(xué)科。60 年代到 70 年代，由于離散數(shù)學(xué)的創(chuàng)立和完善，使數(shù)字圖像處理技術(shù)得到迅猛的發(fā)展，理論和方法進(jìn)一步完善，應(yīng)用范圍更加廣闊。這一時期，圖像處理主要與模式識別和圖像理解的研究相聯(lián)系，如文字識別、醫(yī)學(xué)圖像處理、遙感圖像的處理等。70 年代后期至今，各個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?shù)字圖像處理提出越來越高的要求，促進(jìn)這門學(xué)科向更高級的方向發(fā)展，特別是在景物理解和機(jī)器視覺方面，圖像由二維處理變成三維解釋。近幾年來隨著計算機(jī)和各個領(lǐng)域研究的迅速發(fā)展，科學(xué)計算可視化、多媒體技術(shù)等的研究和應(yīng)用，數(shù)字圖像處理從一個專門領(lǐng)域的學(xué)科變成了一種新型的科學(xué)研究和人機(jī)界面的工具。從二十世紀(jì)六十年代美國航空和太空總署(NASA)的噴氣推進(jìn)實驗室第一次使用計算機(jī)對太空船發(fā)回的大批月球圖片進(jìn)行處理到信息技術(shù)不斷提高的今天，數(shù)字圖像的應(yīng)用處理技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，形成了自己的技術(shù)特色和完善的學(xué)科體系。用計算機(jī)進(jìn)行圖像處理的前提是圖像必須以數(shù)字格式存儲，我們把以數(shù)字格式存放的圖像稱之為數(shù)字圖像。常見的各種照片、圖片、海報、廣告畫等均屬模擬圖像，要將模擬圖像數(shù)字化后生成數(shù)字圖像，需要利用數(shù)字化設(shè)備。目前，將模擬圖像數(shù)字化的主要設(shè)備是掃描儀，將視頻畫面數(shù)字化的設(shè)備有圖像采集卡。當(dāng)然，也可以利用數(shù)碼照相機(jī)直接拍攝以數(shù)字格式存放的數(shù)字圖像。模擬圖像經(jīng)掃描儀進(jìn)行數(shù)字化或由數(shù)碼相機(jī)拍攝的自然景物圖像，在計算機(jī)中均是以數(shù)字格式存儲的。既然是數(shù)字，計算機(jī)當(dāng)然可以方便地進(jìn)行各種處理，以達(dá)到視覺效果和特殊效果。在計算機(jī)中，圖像被分割成如下所示的像素（Pixel），各像素的灰度值用整數(shù)表示。一幅 個像素的數(shù)字圖像，其像素灰度值可以用 行、 列的矩陣 表示：NM? MNG 2 (11)???????MNMNggG...212112 數(shù)字圖像幾何變換介紹我們在處理圖像時往往會遇到需要對圖像進(jìn)行幾何變換的一些問題。圖像的幾何變換時圖像處理和圖像分析的基礎(chǔ)內(nèi)容之一，它不僅提供了產(chǎn)生某些圖像的可能，而且還可以使圖像處理和分析的程序簡單化，特別是圖像具有一定的規(guī)律性時，一個圖像可以由另一個圖像通過幾何變換來實現(xiàn)。所以，為了提高圖像處理和分析程序設(shè)計的速度和質(zhì)量，開拓圖像程序應(yīng)用范圍的新領(lǐng)域，對圖像進(jìn)行幾何變換是十分必要的。圖像的幾何變換不改變圖像的像素值，而是改變像素所在的幾何位置。從變換的性質(zhì)分，圖像的幾何變換有圖像的位置變換（平移、鏡像、旋轉(zhuǎn)）、圖像的形狀變換（放大、縮小、錯切）等基本變換以及圖像的復(fù)合變換等。其中使用最頻繁的是圖像的縮放和旋轉(zhuǎn)，不論照片、圖畫、書報，還是醫(yī)學(xué) X 光和衛(wèi)星遙感圖像都會用到這兩項技術(shù)。MATLAB 全稱是 Matrix Laboratory（矩陣實驗室），一開始它是一種專門用于矩陣數(shù)值計算的軟件，從這一點上也可以看出，它在矩陣運算上有自己獨特的特點。實際上MATLAB 中的絕大多數(shù)的運算都是通過矩陣這一形式進(jìn)行的。這一特點也就決定了MATLAB 在處理數(shù)字圖像上的獨特優(yōu)勢。理論上講，圖像是一種二維的連續(xù)函數(shù)，然而在計算機(jī)上對圖像進(jìn)行數(shù)字處理的時候，首先必須對其在空間和亮度上進(jìn)行數(shù)字化，這就是圖像的采樣和量化的過程。二維圖像進(jìn)行均勻采樣，就可以得到一幅離散化成 MN樣本的數(shù)字圖像，該數(shù)字圖像是一個整數(shù)陣列，因而用矩陣來描述該數(shù)字圖像是最直觀最簡便的了。而 MATLAB 的長處就是處理矩陣運算，因此用 MATLAB 處理數(shù)字圖像非常的方便。在本文中我們用 MATLAB 的圖像處理工具包實現(xiàn)了圖像的縮放、旋轉(zhuǎn)和剪取。圖像處理工具包是由一系列支持圖像處理操作的函數(shù)組成的。所支持的圖像處理操作有: 圖像的幾何操作、鄰域和區(qū)域操作、圖像變換、圖像恢復(fù)與增強(qiáng)、線性濾波和濾波器設(shè)計、變換(DCT 變換等) 、圖像分析和統(tǒng)計、二值圖像操作等。下面就 MATLAB 在圖像處理中各方面的應(yīng)用分別進(jìn)行介紹：(1) 圖像文件格式的讀寫和顯示。(2) 圖像處理的基本運算。(3) 圖像變換。 (4) 圖像的分析和增強(qiáng)。(5) 圖像的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理。以上所提到的 MATLAB 在圖像中的應(yīng)用都是由相應(yīng)的 MATLAB 函數(shù)來實現(xiàn)的，使用時，只需按照函數(shù)的調(diào)用語法正確輸入?yún)?shù)即可。 [1] 3 第 2章 圖像幾何變換理論圖像比例縮放是指將給定的圖像在 軸方向按比例縮放 倍，在 軸按比例縮放xfxy倍，從而獲得一幅新的圖像。如果 ，即在 軸方向和 軸方向縮放的比率相同，fy fy?稱這樣的比例縮放為圖像的全比例縮放。如果 ，圖像的比例縮放會改變原始圖象f?的像素間的相對位置，產(chǎn)生幾何畸變。設(shè)原圖像中的點 比例縮放后，在新圖像中的對應(yīng)點為 ，則比例縮放),(0yxP ),(yxP前后兩點 、 之間的關(guān)系用矩陣形式可以表示為),(
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