数字图像处理实验报告.doc

数字图像处理实验报告

学号：0904210226
姓名：柏雄文

实验一:C++实现图像的旋转
实验目的
用VC++编程实现图像任意角度的旋转

程序设计
1.实现图像的打开
主要打开图像的程序：OpenPictureDialog1->Execute()
2.图像的旋转
实现图像旋转的算法原理：图像的旋转是以图像的中心为原点，旋转一定的角度。旋转后图像的大小一般会发生改变。图像的旋转既可以把转出显示区域的图像截去，也可以扩大图像范围以显示所有的图像。如图1-3，点（x0,y0）经过旋转度后坐标变成（x1,y1）。

图1-3图像旋转示意图
在旋转前：
（1-1）
旋转后：
（1-2）
上图旋转是绕坐标轴原点(0,0)进行的，向右为X轴正方向，向上为Y轴正方向，设其为坐标系II,而屏幕中的坐标一般以左上角为原点，以向右为X轴正方向、向下为Y轴正方向，设其为坐标系I。如果是绕一个指定点(a,b)旋转，则要先将坐标系平移到该点，再进行旋转，然后平移回新的坐标原点。
下面是坐标系平移转换公式的推导。如图1-4所示，将坐标系I平移到坐标系II处，其中坐标系II的原点在坐标系I中的坐标为(a,b)。

图1-4旋转中心平移示意图

设图像的宽度为w,高度为h,得到
(1-3)
其逆变换矩阵表达式为：
(1-4)
按如下方法即可旋转图像：
(1)根据公式1-3，将坐标系I变到坐标系II；
(2)根据公式1-2，将该点顺时针旋转角；
(3)根据公式1-4，将坐标系II变到坐标系I。
假设图像在新的坐标系下，以旋转后新图像左上角为原点，未旋转时中心坐标为(a,b)，旋转后中心坐标为(c,d),则旋转变换矩阵表达式为：

因此，
(1-5)
逆变换为：
(1-6)
这样，对于新图中的每一点，可以根据式1-6求出对应原图中的点，得到它的灰度，如果超出原图范围，则置成白色。设图像原始宽度为wide原始高度为height，旋转后应首先计算出公式中需要的几个参数。
如图1-4所示，原始图像4个角的坐标分别为：

旋转后图像4个角的坐标分别为：

按照旋转公式，在旋转后的新图中，这4个点的坐标为：

则新图像的宽度newwide和高度newheight为：

由图1-4可知，原图的中心坐标(a,b)在显示屏幕上的位置为：

旋转后图像的中心坐标(c,d)在显示屏幕上的位置为：

根据式1-6，设中间变量t1,t2,令：

所以
则

实现步骤：首先将角度化为弧度，获得原始图像的宽度和高度以及原图的三个点的坐标，经过旋转后得到新图三个点的坐标，并计算新图的宽度和高度，最后在原图范围内对像素点进行变换。
三.程序代码
#include<afxwin.h>
#include<windows.h>
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#definePI3.14159265

typedefstruct
{
doublere;
doubleim;
}COMPLEX;

COMPLEXAdd(COMPLEXc1,COMPLEXc2)
{
COMPLEXc;
c.re=c1.re+c2.re;
c.im=c1.im+c2.im;
returnc;
}

COMPLEXSub(COMPLEXc1,COMPLEXc2)
{
COMPLEXc;
c.re=c1.re-c2.re;
c.im=c1.im-c2.im;
returnc;
}

COMPLEXMul(COMPLEXc1,COMPLEXc2)
{
COMPLEXc;
c.re=c1.re*c2.re-c1.im*c2.im;
c.im=c1.re*c2.im+c2.re*c1.im;
returnc;
}

intnWidth;
intnHeight;
intnColorBits;
intnColor;
intnLen;
intnByteWidth;
BYTE*lpBitmap;
BYTE*lpBits;

voidOpenFile(CStringFileName);
voidSaveFile(CStringFileName);
voidHistogramEq();

voidOpenFile(CStringFileName)
{
HANDLEhFile=::CreateFile(FileName,GENERIC_READ,FILE_SHARE_READ,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);
if(hFile==0)
{
printf("不能调开文件，请重新选择!\n");
return;
}