数字图像处理论文.docx

1、数字图像处理论文数字图像处理实验报告班级: 学号: 姓名: 序号: 图像的几何变换一、实验目的1、 掌握图像几何变换的基本原理2、 掌握如何利用VC+对图像进行几何变换（图像缩小、放大、旋转、裁剪等）3、 学会自己编写简单几何变换的程序二、实验内容1、 对所选图像进行平移操作2、 对所选图像进行缩放操作3、 对所选图像进行旋转操作三、图像的相关几何变换 图像平移1. 理论基础 图像平移（Translation）是将图像中所有的点都按照指定的平移量,进行水平、垂直移动。 设初始坐标为（x0,y0）的点 经过平移（tx,ty）后 坐标变为(x1,y1)。 显然(x0,y0)和(x1,y1)的关系如

2、下： X1=x0+tx Y1=y0+ty2. 流程设计(1) 取得原图的数据区指针。 (2) 通过对话框输入偏移量tx,ty。 (3) 开辟一个同样大小的缓冲区。 (4) 对原图依次循环每个像素，每读入一个像素点(x0,y0)，根据它的坐标,找到目标图像的位置（x1=x0-tx,y1=y0-ty），将像素（x0,y0）处的颜色值赋给新图中的（x1,y1）。 3. 编程实现(LPBYTE)p_data + lLineBytes * (height - 1 - j) + i;int i0,j0;/ 计算该象素在新DIB中的坐标i0 = i+mfor( i = 0; i wide; i+) for(

3、int j = 0; j = 0) & (i0 = 0) & (j0 height) / 判断是否在新图范围内 lpDst = (LPBYTE)temp + lLineBytes *(height - 1 - j0) + i0; *lpDst = *lpSrc; / 复制象素else* (unsigned char*)lpDst) = 255; / 对于源图中没有的象素，直接赋值为2554.实验结果对比 图像的镜像变换1 理论基础 图像的镜像变换分为两种：一种是水平镜像,另一种是垂直镜像。 图像的水平镜像操作是以原图像的垂直中轴线为中心，将图像分为左右两部分进行对称变换； 图像的垂直镜像操作是

4、以原图像的水平中轴线为中心，将图像分为上下两部分进行对称变换。 镜像变换后图的高和宽都不变设图像高度为Height，宽度为Width， 原图中的(x0,y0)经过水平镜像后， 坐标将变成（Width-x0,y0）。即： x1=Width-x0 y1=y02.流程设计(1) 取得原图的数据区指针。 (2) 开辟一个同样大小的缓冲区。 (3) 每个像素依次循环。 在水平镜像中，将原图中的像素点的水平坐标变成镜像后的坐标(用图像的宽度减去坐标值)在显示到图像上。 垂直镜像中，则对垂直坐标做相应的处理。 3.编程实现-水平镜像for(j = 0; j height; j+) for(i = 0; i

5、wide;i+) lpSrc = (LPBYTE)p_data +wide *j + i; lpDst = (LPBYTE)temp + wide* j+ wide - i; *lpDst = *lpSrc; for(i = 0; i wide;i+) for(j = 0; j height; j+) lpSrc = (LPBYTE)p_data + wide * j+i; lpDst = (LPBYTE)temp + wide * (height - j - 1)+i; *lpDst = *lpSrc; 4.实验结果对比 (a)原图 (b)水平镜像处理效果图 (c)垂直镜像处理效果图 图像的

6、缩放 1 理论基础 假设图像X轴方向缩放比率是kx，Y轴方向缩放比率是ky，那么原图中点（x0,y0）对应与新图中的点（x1,y1）为： x1=x0*kx y1=y0*ky 当kx1且ky1时，原图像被放大。 放大图像时，产生了新的像素，可通过插值算法来近似处理。 例如：当kx=ky=2时，图像放大2倍， 原图中的某一个像素，对应新图的4个像素。 （a）原图中的某一个像素 （b）对应新图的4个像素 当kx1且ky1时，原图像被缩小。 例如，当kx=ky=0.5时，图像被缩到一半大小，原图中4个像素对应新图中的一个像素。此时缩小后的图像中的（0，0）像素对应于原图中的（0，0）、（0，1）、（1

7、，0）、（1，1）像素一个； 以此类推。在原图基础上，每行隔一个像素取一点，每割一行进行操作。如下图3-4所示。 （a）原图中的某4个像素 （b）对应新图的1个像素 2.流程设计(1) 取得原图的数据区指针。 (2) 通过对话框获得放大整数比例：kx,ky。 更改图象的宽度和高度。 (3) 每个像素依次循环。计算该象素在原图象中的坐标，将原图的象素值赋给目标象素相应位置kx*ky个值。 3.编程实现-放大图像/ 针对图像每行进行操作 for(j = 0; j height-1; j+) / 针对图像每列进行操作 for(i = 0; i wide-1; i+) / 指向源DIB第i0行，第j0

8、个象素的指针 lpSrc = (LPBYTE)p_data + wide * j + i; / 复制象素 for(int n=0;nk1;n+) for(int m=0;mk2;m+) lpDst = (LPBYTE)temp + newwide *(j*k1+ n) + i*k2+m; *lpDst = *lpSrc; for(j = 0; j newheight-1; j+) / 针对图像每列进行操作 for(i = 0; i = 0) & (i0 = 0) & (j0 height) / 判断是否在源图范围内 / 指向源DIB第i0行，第j0个象素的指针 lpSrc = (LPBYTE)

9、p_data + wide * j0 + i0; *lpDst = *lpSrc; / 复制象素 else *lpDst = 255; / 对于源图中没有的象素，直接赋值为255 4.实验结果对比 （a）原图 （b）长宽缩小0.5倍的效果图 (c）长宽各放大2倍的效果图 图像的旋转 1. 理论基础 图像的旋转必须指明图像绕着什么旋转。 一般以图像的中心为原点，旋转一定的角度。 旋转后，图像的大小一般会改变。在旋转前： x0=cos() y0=sin() 旋转后： x1=cos(-)=cos()cos()+sin()sin() =x0cos()+y0sin() y1=sin(-)=sin()co

10、s()-cos()sin() =-x0sin()+y0cos()2.流程设计(1) 以图像的中心为原点，旋转一定的角度。根据下图，将坐标系变成坐(2)根据旋转公式，将该点顺时针旋转角；(3)将坐标系变成坐标系。3.编程实现num1=(double)( -0.5*Wnew*cosa-0.5*Hnew*sina+0.5*Wold);num2=(double)(0.5*Wnew*sina-0.5*Hnew*cosa+0.5*Hold); for(y1=0;y1Hnew;y1+) for(x1=0;x1=0) & (x0=0) & (y0Hold) /在原图范围内 lpPtr=lpSrc+y0*Wol

11、d+x0; lpTempPtr=lpTemp+y1*Wnew+x1; *lpTempPtr=*lpPtr; /进行象素的复制 4.实验结果对比 四、 实验结论在本实验中，我学到了很多东西，如在图像的平移中，我知道了经典的图像平移有两种算法，一种不会改变图像大小，另一种可以相应扩大图像。本程序采用了第一种算法。为了使图像能按照用户指定的水平平移量和垂直平移量移动，首先定义了一个参数设定窗，并在图像平移菜单的事件处理函数中对此对话框进行定义，获取平移量。然后调用图像平移函数，从而实现将图像中所有的点（像素）都按照指定的平移量水平、垂直移动，平移后的图像上的每一点都可以在原图像中找到对应的点；在图像

12、的缩放中，程序将图像按用户设定的X轴方向的缩放比率和Y轴方向的缩放比率进行缩放。此操作产生的图像中的像素可能在原图中找不到相应的像素点，因此必须进行近似处理。此处理有多种方法，可以采用最邻近插值算法，也可以采用别的插值算法。后者处理效果要好一些，但是运算量也相应增加很多，因此本程序采用前者，即最邻近插值算法。最后，由于缩放改变了图像的高度和宽度，因此还需要对DIB头文件的高度和宽度信息进行更新；在图像的旋转中，程序将图像以图像中心为原点，按照用户设定的旋转角度进行旋转。和图像的平移一样，可以采用不同的算法，既可以把转出显示区域的部分图像截去，也可以扩大图像范围以显示所有图像，在本程序中采用后者

13、。同时为了减小运算量，将图像以图像中心为坐标系原点进行旋转，而不是用户指定的任意一点。 该程序比较简单，还有许多不足：作为图像处理的一个重要的组成部分，支持任意格式图像的读写操作，是不可缺少的部分。但本程序考虑到灰度图使用比较方便，故只实现了BMP格式的读写，对其他格式，例如GIF，JPEG，PCX格式的图像则未做处理。要实现这一部分，必须了解每种格式的存储结构，对不同的格式定义不同的数据结构和函数库.通过该程序，我对计算机图像处理的基础理论和操作有了初步认识，对Visual C+开发应用程序的流程、消息映射机制、应用程序执行过程等有了进一步的理解，深刻体会到了C+高效和简洁的特点，为以后的学习打下了一定的基础。