【正文】 ..................................................... 7 旋轉(zhuǎn)變換 ..................................................................................................... 9 縮小和放大 .................................................................................................11 4 總結(jié)與分析 ........................................................................................................... 15 5 心得體會(huì) .............................................................................................................. 16 6 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 17 附錄 ........................................................................................................................ 18 武漢理工大學(xué)《通信 工程應(yīng)用技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) I 摘要 MATLAB 自產(chǎn)生之日起就具有方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來(lái)，并且可以對(duì)圖形進(jìn)行標(biāo)注和打印。武漢理工大學(xué)《通信 工程應(yīng)用技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課程任務(wù)設(shè)計(jì)書(shū) 學(xué)生姓名： 陳亮 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 通信 1001 班 指導(dǎo)教師： 魏洪濤 工作單位： 信息工程學(xué)院 題目：圖像處理 課程設(shè)計(jì)目的： 編程實(shí)現(xiàn)一幅圖像的平移、鏡像、旋轉(zhuǎn)、縮小和放大。 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 : 給出所用算法的理論依據(jù)和必要的推導(dǎo)過(guò)程；給出原始圖像和處理后的圖像。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動(dòng)畫(huà)和表達(dá)式作圖。新版本的 MATLAB 對(duì)整個(gè)圖形處 理功能作了很大的改進(jìn)和完善，使它不僅在一般數(shù)據(jù)可視化軟件都具有的功能（例如二維曲線和三維曲面的繪制和處理等）方面更加完善，而且對(duì)于一些其他軟件所沒(méi)有的功能（例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)等）， MATLAB 同樣表現(xiàn)了出色的處理能力。另外新版本的 MATLAB 還著重在圖形用戶界面（ GUI）的制作上作了很大的改善，對(duì)這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如 C、 Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。它在數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。 MATLAB 的語(yǔ)言特點(diǎn) （ 1）語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊，使用方便靈活，庫(kù)函數(shù)極其豐富。 （ 2） MATLAB 既具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句（如 for 循環(huán)， while 循環(huán)， break語(yǔ)句和 if語(yǔ)句），又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦浴? （ 4） MATLAB 的圖形功能強(qiáng)大。 （ 6）由于 MATLAB 的程序不用編譯等預(yù)處理，也不生成可執(zhí)行文件，程序?yàn)榻忉寛?zhí)行，所以速度較慢。通過(guò)幾何變換，可以根據(jù)應(yīng)用的需要使原圖像產(chǎn)生大小、形狀和位置等各方面的變化。 幾何變換可以分為圖像的位置變換（平移、鏡像、旋轉(zhuǎn)）、形狀變換（放大、縮小和剪切）以及圖像的復(fù)合變換。 各部分原理 平移變換 若將像素點(diǎn) (x, y)平移到 (x+Δx, y+Δ y), 則圖像平移變換函數(shù)的矩陣表示式為： 鏡像翻轉(zhuǎn) 圖像的鏡像變換是與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的一種變換。圖像的鏡像變換包括水平鏡像、垂直鏡像和對(duì)角鏡像。 （ 2）圖像旋轉(zhuǎn)之后 , 可能會(huì)出現(xiàn)一些空白點(diǎn) , 需對(duì)這些空白點(diǎn)進(jìn)行灰度級(jí)的插值處理 , 否則會(huì)影響旋轉(zhuǎn)之后的圖像質(zhì)量。 圖像放大有三種方法，常用的插值算法有三種：最近鄰插值、雙線性插值、立方卷積插值，其中使用立方卷積插值達(dá)到的效果是最佳的。即選武漢理工大學(xué)《通信工程應(yīng)用技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 擇離它所映射到的位置最近的輸入像素的灰度值為插值結(jié)果。若幾何變換后輸出圖像上坐標(biāo)為 (x′ ,y′ )的對(duì)應(yīng)位置為（ m， n） 雙線性插值算法雙線性插值又叫一階插值法，它要經(jīng)過(guò)三次插值才能獲得最終 結(jié)果，是對(duì)最近鄰插值法的一種改進(jìn)，先對(duì)兩水平方向進(jìn)行一階線性插值，然后再在垂直方向上進(jìn)行一階線性插值。 武漢理工大學(xué)《通信工程應(yīng)用技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 3 編程與實(shí)現(xiàn) 原始圖像選擇讀取 MATLAB 為用戶提供了專(zhuān)門(mén)的函數(shù)以從圖像格式的文件中讀寫(xiě)圖像數(shù)據(jù)。 采用 imshow 函數(shù)進(jìn)行圖像的顯示，采用的格式如下 : A=imread(‘ ’ )。 當(dāng)這種顯示方式要求被顯示的圖像要么在當(dāng)前目錄下或 MATLAB 的目錄下。 39。 imshow(x)。原始圖像 39。 A=double(A)。 H=size(A)。 A_y=30。 subplot(122)。 title(39。) 運(yùn)行程序，效果如圖 所示。 fliplr(X)使矩陣 X 沿垂直軸左右翻轉(zhuǎn)。 備注： matlab 中提供了許多對(duì)矩陣操作的函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)矩陣的三角矩陣的提?。?triu、 tril）、矩陣的翻轉(zhuǎn)（ flipud、 fliplr、 Flipdim）和旋轉(zhuǎn)（ rot90）等各種操作。 flipud(X)實(shí)現(xiàn)了矩陣 X的上下翻轉(zhuǎn)。 備注： matlab 中提供了許多對(duì)矩陣操作的函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)矩陣的三角矩陣的提?。?triu、 tril）、矩陣的翻轉(zhuǎn)（ flipud、 fliplr、 Flipdim）和旋轉(zhuǎn)（ rot90）等各種操作。 39。 figure(1) subplot(221)。 title(39。) I=double(I)。 I_fliplr(1:h(1),1:h(2),1:h(3))=I(1:h(1),h(2):1:1,1:h(3))。 subplot(222)。 title(39。) I_flipud(1:h(1),1:h(2),1:h(3))=I(h(1):1:1,1:h(2),1:h(3))。 subplot(223)。 title(39。) I_fliplr_flipud(1:h(1),1:h(2),1:h(3))=I(h(1):1:1,h(2):1:1,1:h(3))。 subplot(224)。