數(shù)字圖像處理幾何變換(已修改)
2025-05-25 01:40 本頁面
【正文】 第五章數(shù)字圖像處理中的基本運(yùn)算 本章主要內(nèi)容和基本要求 ? 數(shù)字圖像的基本代數(shù)運(yùn)算 ? 數(shù)字圖像的幾何運(yùn)算 數(shù)字圖像處理基本運(yùn)算的分類 一、圖像處理算法的分類： 單幅圖像 ———— 單幅圖像 多幅圖像 ———— 單幅圖像 多幅圖像或單幅圖像 ———— 數(shù)值 /符號（圖像分析） 二、根據(jù)基本運(yùn)算分類 點(diǎn)運(yùn)算 鄰域運(yùn)算 點(diǎn)運(yùn)算 ? 一、數(shù)字圖像的代數(shù)運(yùn)算 ? 基本代數(shù)運(yùn)算基礎(chǔ)： 設(shè)圖像 ( , )I f x y?( , )J g x y?其運(yùn)算可以分為圖像自身的運(yùn)算和圖像間的運(yùn)算，從根本上而言可以看成對圖像位置的運(yùn)算或?qū)υ撐恢蒙匣叶燃壍倪\(yùn)算。 基本代數(shù)運(yùn)算：圖像象素幾何位置不變圖像灰度級的加、減、 乘、 除等運(yùn)算。 幾何運(yùn)算：圖像象素位置變換后，經(jīng)過計(jì)算，確定該象素灰度的運(yùn)算。 例如圖像 f和 g： 11 12 1321 22 2331 32 33g g gg g g gg g g?????????11 12 1321 22 2331 32 33f f ff f f ff f f????????? 代數(shù)運(yùn)算就是二者點(diǎn)對點(diǎn)的加、減、乘、除運(yùn)算。對 f圖所有灰度加 c級灰度可作如下處理：J=f+c 11 12 1321 22 2331 32 33f c f c f cJ f c f c f c f cf c f c f c? ? ?????? ? ? ? ? ???? ? ???給整幅圖像增加灰度級會使圖像亮度得到提高整體偏亮，給個(gè)別象素加灰度值可以使目標(biāo)景物突出，例如： 給一幅圖像乘以一個(gè)系數(shù)，可以改變圖像的灰度級范圍如： 11 12 1321 22 2331 32 33af af afJ af af af afaf af af??????????原來是 20－ 200的灰度級范圍，乘以 2則有 40－ 400的灰度級范圍 兩幅連續(xù)的圖像運(yùn)算可以有基本運(yùn)算組合而成如： K＝ af＋ bg： 1 1 1 2 1 32 1 2 2 2 33 1 3 2 3 3b g b g b gK b g b g b g b gb g b g b g??????????11 12 1321 22 2331 32 33af af afaf af af afaf af af??????????二、代數(shù)運(yùn)算的用途 ? 可以對同一場景的多幅圖像求平均，以降低加性零值平穩(wěn)噪聲。 ? 兩幅圖像疊加達(dá)到二次曝光的效果。 ? 減去圖中不需要的加性噪聲。 ? 計(jì)算兩幅場景的變化。 ? 檢測輪廓，確定輪廓現(xiàn)。 圖像的幾何運(yùn)算 ? 幾何運(yùn)算也叫幾何變換：包括圖象的平移，旋轉(zhuǎn)，鏡象變換，轉(zhuǎn)置，放縮等。 一．平移 (translation) 將圖像沿水平或垂直方向移動(dòng)位置后，獲得新的圖像的變換方式。例如：圖像坐標(biāo)中象素點(diǎn)（ x0 ,y0)移動(dòng)到（ x1,y1) 位置灰度不變。 （ x0 ,y0 )點(diǎn)，經(jīng)過平移（ tx,ty），變?yōu)辄c(diǎn)（ x1,y1）兩點(diǎn)之間的關(guān)系 為： x1=x0+tx。 y1=y0+ : 我們更關(guān)心的是它的逆變換 ： 因?yàn)椋何覀兿胫赖氖瞧揭坪蟮膱D象中每個(gè)像素的顏色 。 x0=x1tx , y0=y1ty 例如：新圖中左上角點(diǎn)的 RGB值是多少？很顯然，該點(diǎn)是原圖中的某一點(diǎn)經(jīng)過平移后得到的，這兩點(diǎn)的顏色肯定是一樣的，所以只要知道了原圖那點(diǎn)的 RGB值即可。那么到底新圖中的左上角點(diǎn)對應(yīng)原圖中的哪一點(diǎn)呢？將左上角點(diǎn)的坐標(biāo)（ 0,0）代入公式 (2)，得到 x0=tx； y0=ty；所以新圖中的 (0,0)點(diǎn)的顏色和原圖中（ tx,ty）的一樣。設(shè)用 表示新圖，用 表示原圖 。 ( , )g x y( , )f x y(0 , 0 )g在新圖的坐標(biāo)系中 是左上角的象素，原圖 00( , )f x y中的象素 在新坐標(biāo)系中的位置變成了 f（－ tx,ty)， 新的坐標(biāo)系中 g(0,0)＝ f(tx,ty)。 例如： 平移后出現(xiàn)的問題 ? 如果新圖中有一點(diǎn)（ x1,y1），按照公式 (2)得到的(x0,y0)不在原圖中該怎么辦？ 通常的做法是，把該點(diǎn)的 RGB值統(tǒng)一設(shè)成 (0,0,0)或者(255,255,255)。 ? 平移后的圖象是否要放大？ ? 一種做法是不放大，移出的部分被截?cái)?，如下圖所示，圖 2為原圖，圖 3為移動(dòng)后的圖。這種處理，文件大小不會改變。 ? 平移前的圖 平移后的圖像 還有一種做法是：將圖象放大，使得能夠顯示下所有部分 移動(dòng)后被放大圖像 ? 這種處理，文件大小要改變。設(shè)原圖的寬和高分別是 w1,h1則新圖的寬和高變?yōu)?w1+|tx|和h1+|ty|，加絕對值符號是因?yàn)?tx,ty有可能為負(fù) . 下面給出 Translation的源代碼。算法的思想是先將所有區(qū)域填成白色，然后找平移后顯示區(qū)域的左上角點(diǎn) (x0,y0)和右下角點(diǎn) (x1,y1)。 分幾種情況： 先看 x方向 (width指圖象的寬度 ) ?≤width 很顯然，圖象完全移出了屏幕，不用做任何處理 2． widthtx≤0，如圖 5所示圖像向左上方移動(dòng) 圖象區(qū)域的 x范圍從 0到 width|tx|,
黨政相關(guān)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1