图像几何变换GUI设计

学 号

11780122 天津城建大学

信息处理系统综合设计

设计说明书

图像几何变换软件的GUI设计

起止日期： 2014 年 12 月 29 日 至 2015 年 1 月 23 日

学班成

生姓名 级 绩

XXX

指导教师(签字)

计算机与信息工程学院

2015年 1月 23日

天津城建大学 课程设计任务书

2014 —2015学年第一学期

计算机与信息工程 学院 电子信息科学与技术 专业 11电信科1班 班级 课程设计名称： 信息处理系统综合设计

设计题目： 图像几何变换软件的GUI设计 完成期限：自 2014 年 12 月 29 日至 2015 年 1 月 23 日共 4 周 设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：

1. 利用Matlab软件进行GUI设计，实现图像几何变换软件的设计

2. 集成不同参数的不同图像几何变换方法（至少4种以上平移/旋转/缩放/镜像/错切），实现不同几何变换效果的对比

指导教师（签字）： 系主任（签字）： 批准日期： 2014 年12月 18 日

目录

第1章 图像几何变换设计原理 ................................................... 1

1.1引言 ............................................................................................................................................................ 1

1.2 程序设计框图 ........................................................................................................................................... 1 1.3原理介绍 .................................................................................................................................................... 2

1.3.1 平移原理 ....................................................................................................................................... 2 1.3.2 缩放原理 ....................................................................................................................................... 2 1.3.3 旋转原理 ....................................................................................................................................... 2 1.3.4 镜像原理 ....................................................................................................................................... 3 1.3.5 错切原理 ....................................................................................................................................... 4

第2章 图像几何设计实现 ....................................................... 5

2.1 MATLAB GUI设计界面介绍 ...................................................................................................................... 5

2.1.1 MATLAB GUI介绍 .......................................................................................................................... 5 2.1.2本次研究中所使用的GUI设计界面本 ......................................................................................... 5 2.2 图像几何变换核心程序简介 ................................................................................................................... 6

2.2.1图像平移 ........................................................................................................................................ 6 2.2.2图像缩放 ........................................................................................................................................ 6 2.2.3图像旋转 ........................................................................................................................................ 7 2.2.4图像镜像 ........................................................................................................................................ 7 2.2.5图像错切 ........................................................................................................................................ 7 2.3 ＧＵＩ界面之间的转换 ........................................................................................................................... 8

第3章 设计的结果与分析 ....................................................... 9

3.1图像平移效果及分析 ................................................................................................................................ 9

3.2图像缩放效果及分析 ................................................................................................................................ 9 3.3图像旋转效果及分析 .............................................................................................................................. 10 3.4图像镜像效果及分析 .............................................................................................................................. 10 3.5图像错切效果及分析 ...............................................................................................................................11

第4章 总结 .................................................................. 12 参考文献 ..................................................................... 13 附录 ......................................................................... 14

第1章 图像几何变换设计原理

1.1引言

在现实生活中，几何变换对于图像编辑来说具有很大的作用，例如对采集的的照片位置，大小不满意时，都可以借助图像的几何变换来实现改变图像的空间位置的操作

[1]

。几何变换又称空间变换，是将原图

[2]

像的位置坐标映射到新坐标上，但并不改变其图像的像素值，仅仅只是对图像的像素重排，其中由于坐标变换后，某些位置上出现了空洞点，需要通过插值处理，使得图像完整镜像和错切。

。本次设计使用MATLAB GUI为

载体进行软件设计，程序中所采用的插值均为最近邻插值，所涉及到的图像几何变换有平移、缩放、旋转、

1.2 程序设计框图

开始 主界面设计 平移 缩放 旋转 镜像 错切 实现相应地各种操作 结束

图1 程序设计框图

1

1.3原理介绍

1.3.1 平移原理

将图像中所有的点都按照指定的平移量水平、垂直移动。设(x0, y0)是原图像上的一点，图像水平平移量为tx，垂直平移量为ty，则平移后点(x0, y0)的坐标变为(x1, y1)。(x0, y0)与(x1, y1)之间的关系为：

?x1?x0?tx??y1?y0?ty

以矩阵的形式表示为：

?x1??10tx??x0???????y?01t1y?????y0??1??001??1???????

它的逆变换：

?x0??10?tx??x1???????y?01?t0y?????y1??1??001??1???????

平移后的图像中每个像素的颜色是由原图像中的对应点颜色确定

[3]

。

1.3.2 缩放原理

假设x轴放大因子为c， y轴放大因子为d，缩放的变换矩阵为

?x0??1c????y0???0?1??0???01d0[4]

：

0??x1????0??y1???1???1?

1.3.3 旋转原理

通常是以图像的中心为圆心旋转，按顺时针方向旋转。 旋转前：

?x0?rcosb??y0?rsinb

旋转a角度后：

x1?rcos?b?a??rcosbcosa?rsinbsina?x0cona?y0sina

y1?rsin?b?a??rsinbcosa?rcosbsina?x0sina?y0cosa

以矩阵的形式表示为：

2

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