MATLAB实现图像的平移缩放和旋转 精品资料.doc

数字图像处理课程设计题目图像的几何变换重建系(部)信息工程系班级姓名学号指导教师2013年12月16日至12月27日共2周2013年12月27日数字图像处理课程设计任务书一、设计题目、内容及要求设计题目：图像的几何变换重建1、设计内容：（1）能够读取和存储图像。（2）实现图像的平移、缩放、旋转几何变换。（3）分别采用最近邻插值和双线性插值技术进行图像重建。（4）编写代码实现上述功能。2、设计要求：（1）利用数字图像处理技术，以MATLAB为平台，建立一个实现设计主题的简易处理系统。（2）能显示输入图像、输出图像。（3）不允许直接调用MATLAB工具箱中的几何变换函数。（4）程序代码要有注释说明，调用MATLAB函数要清楚并理解函数的功能、使用范围，在设计说明书中要写清楚函数的功能和参数意义。（5）完成设计说明书一份。二、设计原始资料MATLAB软件、原始图像。三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等）设计成果为课程设计说明书和程序源代码。每人提交电子版和纸质打印版的设计说明书各一份，电子版以“班级_学号”为名建立文件夹，其中存放电子版课程设计报告和程序源代码。以班为单位刻录光盘一张。四、进程安排第一周：周1布置设计任务，学生查阅相关资料。周2熟悉编程语言、确定设计方案。周3-5程序设计、编写代码、上机调试。第二周：周1-2继续编写代码、调试程序，修改并完善设计。周2下午验收程序。周3撰写设计说明书。周4上午提交设计说明书，课程设计答辩。五、主要参考资料[1]章毓晋.图像处理和分析教程．北京.人们邮电出版社，2009[2]龚声蓉.数字图像处理与分析.北京.清华大学出版社，2006[3]余成波.数字图像处理及MATLAB实现.重庆.重庆大学出版社，2003[4]姚敏.数字图像处理.北京.机械工业出版社，2006[5]李显宏.MATLAB7.x界面设计与编程技巧.北京.电子工业出版社，2006[6]KennethR.Castleman著，朱志刚等译，数字图像处理，电子工业出版社，2006指导教师（签名）：教研室主任（签名）：课程设计成绩评定表出勤情况出勤天数缺勤天数成绩评定出勤情况及设计过程表现（20分）课设答辩（30分）说明书（20分）设计成果（30分）总成绩（100分）提问（答辩）问题情况综合评定指导教师签名：年月日目录1引言11.1课程设计的目的11.2课程设计的任务21.3课程设计的要求21.4开发工具22设计内容42.1设计内容42.2系统框图43设计方案53.1功能模块的划分53.2算法描述53.3实现主要功能的原理和方法83.3.1最近邻域插值法83.3.2双线性插值法84功能模块的具体实现104.1模块功能104.2流程图114.3程序清单及各模块的实现效果图114.4系统仿真与调试215总结与体会22参考文献23附录24411引言2设计内容2.1设计内容我选取的是图像的几何变换，设计内容如下，(1)能够读取和存储图像。(2)实现图像的平移、缩放、旋转几何变换。(3)分别采用最近邻插值和双线性插值技术进行图像重建。(4)编写代码实现上述功能。图像几何处理系统2.2系统框图缩放变换旋转变换平移变换存储双线性插值旋转最邻近插值旋转最邻近插值缩放双线性插值缩放存储存储存储存储图2-1系统框图本次课设所做的图像几何变换包括平移变换、缩放变换和旋转变换。缩放变换和旋转变换均用双线性插值变换和最近邻插值变换两种方法来做，对图像进行处理后再存储。3设计方案3.1功能模块的划分本次设计整体分为四大模块：原图、平移、缩放和旋转。其中缩放和旋转又分别有双线性插值和最近邻插值两模块。3.2算法描述图像比例缩放是指将给定的图像在x轴方向按比例缩放fx倍，在y轴按比例缩放fy倍，从而获得一幅新的图像。如果fx=fy，即在x轴方向和y轴方向缩放的比率相同，称这样的比例缩放为图像的全比例缩放。如果fx≠fy，图像的比例缩放会改变原始图象的像素间的相对位置，产生几何畸变。设原图像中的点P0(x0,y0)比例缩放后，在新图像中的对应点为P(x,y)，则比例缩放前后两点P0(x0,y0)、P(x,y)之间的关系用矩阵形式可以表示为(3-1)其逆运算为(3-2)即(3-3)比例缩放所产生的图像中的像素可能在原图像中找不到相应得像素点，这样就必须进行插值处理。下面首先讨论图像的比例缩小。最简单的比例缩小时当fx=fy=0.5时，图像被缩到一半大小，此时缩小后图像中的(0,0)像素对应于原图像中的(0,0)像素；(0,1)像素对应于原图像中的(0,2)像素；(1,0)像素对应于原图像中的(2,0)像素，以此类推。图像缩小之后，因为承载的数据量小了，所以画布可相应缩小。此时，只需在原图像基础上，每行隔一个像素取一点，每隔一行进行操作，即取原图的偶奇