基于空间几何变换的人脸对齐(Matlab内置函数)
基于空间几何变换的人脸对齐（Matlab内置函数实
现）
1.仿射变换
在人脸对齐中，常常会将图像进行空间几何变换，仿射变换是其中最常用的一种空间变换形式。可以用如下的矩阵形式表示：
[w
1]
y
x
z
[=
T
1]
仿射变换实际是对图像按比例缩放、旋转、平移或剪切的组合，具体取决于变换矩阵T中元素的取值。
2.基于三点的人脸对齐
现在，我们关心的是如何准确的得到所需的仿射变换。这首先需要两组匹配的特征点坐标，而已知的是，人脸对齐中目标图像特征点的位置是一组经验值，可以用如下代码来描述：
rows=200;cols=200;%目标图像大小
rowFrac=0.35;colFrac=0.65;%用于定义特征点位置的比例系数
le=[(1-colFrac)*cols,rows*rowFrac];%左眼
re=[colFrac*cols,rows*rowFrac];%右眼
mouth=[0.5*cols,rows*(1-rowFrac),];%嘴巴
landmark_tool=[le;re;mouth];%基于三点的特征点坐标
因此我们只需得到输入图像中特征点的坐标就可以了，可以选择利用鼠标选取特征点：TOLNUM=3;%特征点个数
landmark=[];
for k=1:TOLNUM
a=ginput(1);
plot(a(1),a(2),'b.');
landmark=[landmark;a];
end%得到特征点坐标
Matlab利用所谓的tform结构来表示空间几何变换。创建这种结构的一种方法是利用函数cp2tform，其函数原型为：
tform=cp2tform(movingPoints,fixedPoints,transformtype)
另一种可行的方法是利用函数estimateGeometricTransform，其函数原型为：tform=estimateGeometricTransform(matchedPoints1,matchedPoin ts2,transformType)
本次，我们只对仿射变换感兴趣，因此transformType被定为’affine’，由此，我们便得到了所需要的仿射变换：tform，将其作用于输入图像后，即可得到人脸对齐后的目标图像。其中，与cp2tform匹配的函数：
targetimage=imtransform(inputimage,tform,'FillValue',1);
与estimateGeometricTransform匹配的函数：
targetimage=imwarp(inputimage,tform);
3.基于两点的人脸对齐：
然而，在实际应用中，基于两点的人脸对齐却更为常用。在尝试将嘴部的特征点去掉之后，运行时却发生了错误，而两种方法的错误提示中不约而同地提到：At least3non-collinear points needed to infer affine
transform.
接着，将transformtype尝试改为其他类型时，对于函数cp2tform，因没有可用的类型而作罢；对于函数estimateGeometricTransform，显示'Similarity'类型可行；对于另一个之前没有用到的函数fitgeotrans，却显示'NonreflectiveSimilarity'可行。各种方法的结果对比将在下一部分展开。4.结果对比：
首先是基于三点的仿射变换，三种不同函数的横向对比：
输入图像
cp2基于三点(affine)estTran基于三点(affine)fit基于三点(affine)可以看出效果最好的函数是cp2tform，对原图的特征保持的较好，另两个函数输出的图像则使乔的脸型更胖。
接下来是对相同函数，基于两点和基于三点的结果纵向对比：
estTran基于三点(affine)estTran基于两点(Similarity)
可以看出的是，对于函数estimateGeometricTransform，尽管空间变换类型由仿射变换改为相似变换，基于两点的人脸对齐仍然得到了更好的结果。
fit基于三点(affine)fit基于两点(NonreflectiveSimilarity)
对于函数fitgeotrans，类型Similarity却不可行，原因仍然是那句：At least 3non-collinear points needed to infer similarity transform.这样的结果很出乎意料，而另一种类型NonreflectiveSimilarity却显示出很好的结果。
综上所述，使用fitgeotrans函数，transformType设为NonreflectiveSimilarity的方法，是目前据肉眼观察，效果最佳的方法。
5.Matlab代码：
基于三点的人脸对齐（仿射变换）：
function[]=affine_tform()
rows=200;cols=200;%目标图像大小
targetimage=zeros(rows,cols);%目标图像
rowFrac=0.35;colFrac=0.65;%用于定义特征点位置的系数
le=[(1-colFrac)*cols,rows*rowFrac];
re=[colFrac*cols,rows*rowFrac];
mouth=[0.5*cols,rows*(1-rowFrac),];
landmark_tool=[le;re;mouth];%基于三点的特征点坐标
cd(['C:\Users\think\Desktop\']);
Fname='inputimage.jpg';
inputimage=imread(Fname);%读入图像
imshow(inputimage);
hold on;
landmark=[];
TOLNUM=3;%特征点个数
for k=1:TOLNUM
a=ginput(1);
plot(a(1),a(2),'b.');
landmark=[landmark;a];
end%得到特征点坐标
hold off;
tform=cp2tform(landmark_tool,landmark,'affine');%得到仿射变换
targetimage=imtransform(inputimage,tform,'XData',[1
300],'YData',[1350]);%得到目标图像
imwrite(targetimage,'targetimage.jpg');%保存目标图像
imshow(targetimage);
end
另外两种函数则是分别将橙色代码替换为：
tform=fitgeotrans(landmark,landmark_tool,'affine’);%get transform matrix
result=imwarp(inputimage,tform,'outputview',imref2d(size(targetimage) ));%get result
或：
tform=estimateGeometricTransform(landmark,landmark_tool,'affine'); %get transform matrix
result=imwarp(inputimage,tform,'outputview',imref2d(size(targetimage) ));%get result
基于两点的人脸对齐（其他空间几何变换）：
function[]=affine_tform()
rows=200;cols=200;%目标图像大小
targetimage=zeros(rows,cols);%目标图像
rowFrac=0.35;colFrac=0.65;%用于定义特征点位置的系数
le=[(1-colFrac)*cols,rows*rowFrac];
re=[colFrac*cols,rows*rowFrac];
landmark_tool=[le;re];%基于两点的特征点坐标
cd(['C:\Users\think\Desktop\']);
Fname='inputimage.jpg';
inputimage=imread(Fname);%读入图像
imshow(inputimage);
hold on;
landmark=[];
TOLNUM=2;%特征点个数
for k=1:TOLNUM
a=ginput(1);
plot(a(1),a(2),'b.');
landmark=[landmark;a];
end%得到特征点坐标
hold off;
tform=
fitgeotrans(landmark,landmark_tool,'NonreflectiveSimilarity’);%得到其他类型的空间变换
result=imwarp(inputimage,tform,'outputview',imref2d(size(targetimage) ));%得到目标图像
imwrite(targetimage,'targetimage.jpg');%保存目标图像
imshow(targetimage);
end
或将橙色代码替换为：
tform=estimateGeometricTransform(landmark,landmark_tool,'Similar ity');
result=imwarp(inputimage,tform,'outputview',imref2d(size(targetimage) ));
matlab 图像的几何变换与彩色处理
实验四、图像的几何变换与彩色处理 一、实验目的 1理解和掌握图像的平移、垂直镜像变换、水平镜像变换、缩放和旋转的原理和应用； 2熟悉图像几何变换的MATLAB操作和基本功能 3 掌握彩色图像处理的基本技术 二、实验步骤 1 启动MATLAB程序，读入图像并对图像文件分别进行平移、垂直镜像变换、水平镜像变换、缩放和旋转操作 %%%%%%平移 >> flowerImg=imread('flower.jpg'); >> se=translate(strel(1),[100 100]); >> img2=imdilate(flowerImg,se); >> subplot(1,2,1); >> imshow(flowerImg); >> subplot(1,2,2); >> imshow(img2);
I1=imread('flower.jpg'); I1=double(I1); H=size(I1); I2(1:H(1),1:H(2),1:H(3))=I1(H(1):-1:1,1:H(2),1:H(3)); I3(1:H(1),1:H(2),1:H(3))=I1(1:H(1),H(2):-1:1,1:H(3)); Subplot(2,2,1); Imshow(uint8(I1)); Title('原图'); Subplot(2,2,2); Imshow(uint8(I3)); Title('水平镜像'); Subplot(2,2,3); Imshow(uint8(I2)); Title('垂直镜像'); img1=imread('flower.jpg'); figure,imshow(img1); %%%%%%缩放 img2=imresize(img1,0.25); figure,imshow(img2); imwrite(img2,'a2.jpg');
二次函数图像与几何变换-练习
二次函数图像与几何变换 1 求某点的平移、对称点的坐标： 一个点A(-2,-5)作如下变化： （1）把点A先向右平移2 个单位，再向下平移3 个单位； （2）把点A沿x轴翻折； （3）把点A绕坐标系原点旋转180?； （4）把点A绕点P(1,0)旋转180?； 分别求出点的坐标. 2：已知；抛物线y =-x 2 + 2x + 3，回答下列问题： (1)分别写出此抛物线的顶点P，与x轴的两个交点A、B ( A点在B点的左侧)，与y轴的交 点C的坐标.，并画出函数图像。 (2)若将抛物线y =-x 2 + 2x + 3 向左平移2 个单位长度，且向下平移3 个单 位长度，求所得抛物线的解析式. (3)求抛物线y =-x 2 + 2x + 3 关于y轴对称的抛物线的解析式. (4)求抛物线y =-x 2 + 2x + 3 关于x轴对称的抛物线的解析式. (5)求抛物线y =-x 2 + 2x + 3关于原点O对称的抛物线的解析式. 思考：对比以上几问,你能总结出: 图象变换背景下，求函数解析式的一般方法吗？ 一、二次函数图象的平移变换 【例1】函数y = 3(x + 2)2 -1的图象可由函数y = 3x2 的图象平移得到，那么平移的步骤是：（） A.右移两个单位，下移一个单位 B. 右移两个单位，上移一个单位 C. 左移两个单位，下移一个单位 D. 左移两个单位，上移一个单位 【例2】函数y =-2(x - 1)2 - 1 的图象可由函数y =-2(x + 2)2 + 3 的图象平移得到，那么平移的步骤 是（） A. 右移三个单位，下移四个单位 B. 右移三个单位，上移四个单位 C. 左移三个单位，下移四个单位 D. 左移四个单位，上移四个单位
基于MATLAB的图像复原
基于MATLAB的图像复原 摘要 随着信息技术的发展，数字图像像已经充斥着人们身边的任意一个角落。由于图像的传送、转换，或者其他原因，可能会造成图像的降质、模糊、变形、质量下降、失真或者其他情况的图像的受损。本设计就针对“图像受损”的问题，在MATLAB环境中实现了利用几何失真校正方法来恢复被损坏的图像。几何失真校正要处理的则是在处理的过程，由于成像系统的非线性，成像后的图像与原图像相比，会产生比例失调，甚至扭曲的图像。 图像复原从理论到实际的操作的实现，不仅能改善图片的视觉效果和保真程度，还有利于后续的图片处理，这对医疗摄像、文物复原、视频监控等领域都具有很重要的意义。 关键字：图像复原；MATLAB；几何失真校正
目录 摘要 (1) 1 MATLAB 6.x 信号处理 (1) 2 图像复原的方法及其应用 (13) 2.1 图像复原的方法 (13) 2.2 图像复原的应用 (14) 3 几何失真校正实现 (15) 3.1 空间变换 (15) 3.1.1 已知()y x r,和()y x s,条件下的几何校正 (16) 3.1.2 ()y x r,和()y x s,未知条件下的几何失真 (16) 3.2 灰度插值 (17) 3.3 结果分析 (19) 参考文献 (20) 附录 (21)
1 MATLAB 6.x信号处理 （1）对MATLAB 6 进行了简介，包括程序设计环境、基本操作、绘图功能、M文件以及MATLAB 6 的稀疏矩阵这五个部分。MATLAB的工作环境有命令窗口、启动平台、工作空间、命令历史记录与当前路径窗口这四部分。M文件的编辑调试环境有四个部分的设置，分别是：Editor/Debugger的参数设置，字体与颜色的设置，显示方式的设置，键盘与缩进的设置。MATLAB采用路径搜索的方法来查找文件系统的M文件，常用的命令文件组在MATLAB文件夹中，其他M文件组在各种工具箱中。基本操作主要是对一些常用的基本常识、矩阵运算及分解、数据分析与统计这三方面进行阐述。MATLAB的基本操作对象时矩阵，所以对于矩阵的输入、复数与复数矩阵、固定变量、获取工作空间信息、函数、帮助命令进行了具体的描述。矩阵运算是MATLAB的基础，所有参与运算的数都被看做为矩阵。MATLAB中共有四大矩阵分解函数：三角分解、正交分解、奇异值分解以及特征值分解。数据分析与统计包括面向列的数据分析、数据预处理、协方差矩阵与相关系数矩阵、曲线拟合这四部分。MATLAB 中含有丰富的图形绘制寒素，包括二维图形绘制、三维图像绘制以及通用绘图工具函数等，同时还包括一些专业绘图函数，因此其具有很强大的绘图功能。简单的二维曲线可以用函数plot来绘制，而简单的三维曲线图则用plot3来绘制。在绘制图形时，MATLAB自动选择坐标轴表示的数值范围，并用一定的数据间隔标记做标注的数据，当然自己也可以指定坐标轴的范围与数据间隔。专业的绘图函数有绘梯度图制条形图、饼图、三维饼图、箭头图、星点图、阶梯图以及等高线。M文件时用户自己通过文本编辑器或字处理器生成的，且其之间可以相互调用，用户可以根据自己的需要，自我编写M文件。M文件从功能上可以分为底稿文件与函数文件两类，其中底稿文件是由一系列MATLAB语句组成的，而函数文件的第一行必须包含关键字“function”，二者的区别在于函数文件可以接受输入参数，并可返回输出参数，而底稿文件不具备参数传递的功能；在函数文件中定义及使用的变量大都是局部变量，只在本函数的工作区内有效，一旦退出该函数，即为无效变量，而底稿文件中定义或使用的变量都是全局变量，在退出文件后仍为有效变量。稀疏矩阵是一种特殊类型的矩阵，
初中几何变换——平移
初中数学几何变换之 平移 一、知识梳理 1、平移基本要素：平移方向 平移距离 。 2、基本性质： （1）对应点所连的线 段平行且相等 （2）对应线段平行且相等 （3）对应角相等 3、应用： 平行四边形存在性等 二、常考题型 类型一：平移性质 1、如图，矩形OABC 的两条边在坐标轴上，OA=1，OC=2，现将此矩形向右平移，每次平移1个单位，若第1次平移得到的矩形的边与反比例函数图象有两个交点，它们的纵坐标之差的绝对值为0.6，则第n 次（n ＞1）平移得到的矩形的边与该反比例函数图象的两个交点的纵坐标之差的绝对值为 （用含n 的代数式表示） 第1题 第2题 2、如图所示,已知A(,y1),B(2,y2)为反比例函数y=图象上的两点,动点P(x,0)在x 轴正半 轴上运动,当线段AP 与线段BP 之差达到最大时,点P 的坐标是( ) 3、如图①，在平面直角坐标系中，已知点A （2，0），点B （0，4），点E （0，1），如图②，将△AEO 沿x 轴向左平移得到△A ′E ′O ′，连接A ′B 、BE ′。 （1）设AA ′=m （m >0），试用含m 的式子表示2 2 BE B A 、、+，并求出使2 2 BE B A 、、+取得最小值时点E ′的坐标； （2）当A ′B+BE ′取得最小值时，求点E ′的坐标。
类型二：综合应用 1、在正方形ABCD 中，BD 是一条对角线，点P 在射线CD 上（与点C 、D 不重合），连接AP ，平移ADP ?，使点D 移动到点C ，得到BCQ ?，过点Q 作QH BD ⊥于H ，连接AH ，PH 。 (1)若点P 在线段CD 上，如图1。 ①依题意补全图1； ②判断AH 与PH 的数量关系与位置关系并加以证明； (2)若点P 在线段CD 的延长线上，且152AHQ ∠=?，正方形ABCD 的边长为1，请写出求DP 长的思路。（可以不写出计算结果） 图1 备用图
mfc空间几何变换之图像平移、镜像、旋转、缩放详解
MFC空间几何变换之图像平移、镜像、旋转、缩放详解 一. 图像平移 前一篇文章讲述了图像点运算(基于像素的图像变换)，这篇文章讲述的是图像几何变换：在不改变图像容的情况下对图像像素进行空间几何变换的处理方式。 点运算对单幅图像做处理，不改变像素的空间位置；代数运算对多幅图像做处理，也不改变像素的空间位置；几何运算对单幅图像做处理，改变像素的空间位置，几何运算包括两个独立的算法：空间变换算法和灰度级插值算法。 空间变换操作包括简单空间变换、多项式卷绕和几何校正、控制栅格插值和图像卷绕，这里主要讲述简单的空间变换，如图像平移、镜像、缩放和旋转。主要是通过线性代数中的齐次坐标变换。 图像平移坐标变换如下： 运行效果如下图所示，其中BMP图片(0,0)像素点为左下角。
其代码核心算法： 1.在对话框中输入平移坐标(x,y) m_xPY=x，m_yPY=y 2.定义Place=dlg.m_yPY*m_nWidth*3 表示当前m_yPY行需要填充为黑色 3.新建一个像素矩阵ImageSize=new unsigned char[m_nImage] 4.循环整个像素矩阵处理 for(int i=0 ; i
基于matlab的图像分析
目录 1 引言 (1) 2 基于MATLAB的FFT算法实现 (2) 2.1系统总体流程图 (2) 2.2 FFT运算规律及编程思想 (2) 2.2.1图像信号的采集 (2) 2.2.2 DIT-FFT算法的基本原理 (3) 2.2.3 FFT算法的运算规律及编程思想 (5) 3 Matlab程序实现 (7) 3.1程序运行结果 (7) 3.2对比结果分析 (8) 4 系统人机对话界面 (9) 4.1 GUI简介 (9) 4.2 界面设计 (9) 4.3 运行调试 (10) 5 Matlab软件简介 (11) 6 心得体会 (12) 参考文献 (13) 附录Ⅰ (14) 附录Ⅱ (18)
1 引言 MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks 公司出品的商数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB 函数集）扩展了MATLAB 环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。它以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合在一个简单易用的交互式工作环境中，是一款数据分析和处理功能都非常强大的工程适用软件。它可以将声音文件变换为离散的数据文件，然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据，如数据滤波、傅立叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等，它的信号处理与分析工具箱位语音信号分析提供了十分丰富的功能函数，利用这些功能函数可以快捷而又方便的完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化。数字信号处理是MATLAB重要应用的领域之一。 对于有限长序列x(n),若要求其N点的傅里叶变换（DFT）需要经过2N次复数乘法运算和N*(N-1)次复数加法运算。随着N的增加，运算量将急剧增加，而在实际问题中，N往往是较大的，如当N=1024时，完成复数乘法和复数加法的次数分别为百万以上，无论是用通用计算机还是用DSP芯片，都需要消耗大量的时间和机器内存，不能满足实时的要求。因此，DFT的这种运算只能进行理论上的计算，不适合对实时处理要求高的场合。因此，研究作为DSP的快速算法的FFT是相当必要的，快速傅里叶变换（FFT）是为提高DFT运算速度而采用的一种算法，快速算法的种类很多，而且目前仍在改进和提高，它是根据离散傅里叶变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。基于本学期所学的DIT-FFT的运算规律和编程思想以及Matlab的学习和使用，本课设要求在Matlab环境下编写基2 DIT-FFT算法实现对离散信号的快速傅里叶变换，再与Matlab软件自带的FFT函数实现对离散信号的傅里叶变换进行比较，如果得到的频谱相同，那么我们编写的程序就是正确的。本次课程设计是实现对选定图片进行FFT计算、还原（IFFT计算），并与系统FFT函数做对比，进行分析。如果有能力可以选做系统人机对话界面。用GUI界面完成人机交互方便使用的。本课程设计主要是对数字信号的分析。
MATLAB实现图像的平移缩放和旋转要点
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
课程设计成绩评定表
目录 1 引言 (4) 1.1课程设计的目的.......................... 错误！未定义书签。 1.2课程设计的任务.......................... 错误！未定义书签。 1.3课程设计的要求.......................... 错误！未定义书签。 1.4开发工具................................ 错误！未定义书签。2设计内容 (4) 2.1设计内容 (4) 2.2 系统框图 (4) 3 设计方案 (5) 3.1功能模块的划分 (5) 3.2算法描述 (5) 3.3实现主要功能的原理和方法 (8) 3.3.1最近邻域插值法 (8) 3.3.2双线性插值法 (8) 4功能模块的具体实现 (10) 4.1 模块功能 (10) 4.2流程图 (11) 4.3程序清单及各模块的实现效果图 (11) 4.4 系统仿真与调试 (21) 5 总结与体会 (22) 参考文献 (22) 附录 (23)
1 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。
初中几何变换思想之翻折
初中几何变换思想之翻 折 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
中考汇编几何变换之翻折 1．（2016山东省枣庄市）如图，△ABC 的面积为6，AC =3，现将△ABC 沿AB 所在直线翻折，使点C 落在直线AD 上的C ′处，P 为直线AD 上的一点，则线段BP 的长不可能是（ ） A ．3 B ．4 C ． D ．10 2．（2015常州）将一张宽为4cm 的长方形纸片（足够长）折叠成如图所示图形，重叠部分是一个三角形，则这个三角形面积的最小值是（ ） A ．338cm 2 B ．8cm 2 C ．33 16cm 2 D ．16cm 2 3．（2016江苏省淮安市）如图，在Rt△ABC 中，∠C =90°，AC =6，BC =8，点F 在边AC 上，并且CF =2，点E 为边BC 上的动点，将△CEF 沿直线EF 翻折，点C 落在点P 处，则点P 到边AB 距离的最小值是 ． 4．（2014年湖北天门学业3分）如图，已知正方形ABCD 的边长为2，将正方形ABCD 沿直线EF 折叠，则图中折成的4个阴影三角形的周长之和为 ▲ ． 5．（2014年四川凉山5分）如图，圆柱形容器高为18cm ，底面周长为24cm ，在杯内壁离杯底4cm 的点B 处有乙滴蜂蜜，此时一只蚂蚁正好在杯外壁，离杯上沿2cm 与蜂蜜相对的点A 处，则蚂蚁从外币A 处到达内壁B 处的最短距离为 ▲ ． 6．（2014年江苏盐城12分）【问题情境】张老师给爱好学习的小军和小俊提出这样一个问题：如图1，在△ABC 中，AB =AC ，点P 为边BC 上的任一点，过点P 作PD ⊥AB ，PE ⊥AC ，垂足分别为D 、E ，过点C 作CF ⊥AB ，垂足为F ．求证：PD +PE =CF ． 小军的证明思路是：如图2，连接AP ，由△ABP 与△ACP 面积之和等于△ABC 的面积可以证得：PD +PE =CF ． 小俊的证明思路是：如图2，过点P 作PG ⊥CF ，垂足为G ，可以证得：PD =GF ，PE =CG ，则PD +PE =CF ． 【变式探究】如图3，当点P 在BC 延长线上时，其余条件不变，求证：PD ﹣PE =CF ； 请运用上述解答中所积累的经验和方法完成下列两题：
MATLAB数字图像处理几何变换傅里叶变换
Matlab数字图像处理实验指导 实验目的： 通过实验，深入理解和掌握图像处理的基本技术，提高动手实践能力。 实验环境： Matlab变成 实验一图像的几何变换 实验内容：设计一个程序，能够实现图像的各种几何变换。 实验要求：读入图像，打开图像，实现图像的平移变换、比例缩放、转置变换、镜像变换、旋转变换等操作。 实验原理： 图像几何变换又称为图像空间变换，它将一幅图像中的坐标位置映射到另一幅图像中的新坐标位置。学习几何变换的关键就是要确定这种空间映射关系，以及映射过程中的变化参数。 几何变换不改变图像的像素值，只是在图像平面上进行像素的重新安排。一个几何变换需要两部分运算：首先是空间变换所需的运算，如平移、镜像和旋转等，需要用它来表示输出图像与输入图像之间的（像素）映射关系；此外，还需要使用灰度插值算法，因为按照这种变换关系进行计算，输出图像的像素可能被映射到输入图像的非整数坐标上。 设原图像f(x0,y0)经过几何变换产生的目标图像为g(x1,y1),则该空间变换（映射）关系可表示为： x1=s(x0,y0) y1=t(x0,y0) 其中，s(x0,y0)和t(x0,y0)为由f(x0,y0)到g(x1,y1)的坐标换变换函数。 一、图像平移 图像平移就是将图像中所有的点按照指定的平移量水平或者垂直移动。
二、图像镜像 镜像变换又分为水平镜像和垂直镜像。水平镜像即将图像左半部分和右半部分以图像竖直中轴线为中心轴进行对换；而竖直镜像则是将图像上半部分和下半部分以图像水平中轴线为中心轴进行对换。 三、图像转置 图像转置是将图像像素的x坐标和y坐标呼唤。图像的大小会随之改变——高度和宽度将呼唤。
图像的几何变换及其matlab实现
数字图像处理论文--图像的几何变换及其MATLAB实现 学院：理学院专业：信息与计算科学 班级：信计1012 姓名： 学号：任课老师： 集美大学理学院 二○一三年十一月二十八日
目录 摘要 (1) 一、何谓数字图像处理 (1) 二、数字图像几何变换简介 (1) 三、MATLAB图像处理工具介绍 (1) 四、图像几何变换的MATLAB实现 (2) 4.1图像几何变换的概述 (2) 4.2 图像的平移变换 (2) 4.3 图像的比例缩放 (4) 4.4 图像的镜像变换 (5) 4.5 图像的旋转变换 (7) 4.6 图像的剪取 (8) 五、图像几何变换的应用以及技术局限 (10) 参考文献 (10)
摘要：图像变换就是把图像从空间域转换到变换域（如频率域）的过程。图像变换可以使人们从另一角度来分析图像信号的特性，利用变换域中特有的性质，使图像处理过程更加简单、有效。图像变换是许多图像处理与分析技术的基础，而几何变换是图像变换中最基础也是应用最广泛的技术之一，本文基于MATLAB的图像处理工具，通过改变图像像素的空间位置或估算新空间位置上的像素值，从而实现图像的平移、缩放、旋转、镜像变换、图像插值等几何变换。 关键字：图像变换、几何变换、MATLAB 一、何谓数字图像处理 数字图像处理（Digital Image Processing），就是利用数字计算机或则其他数字硬件，对从图像信息转换而得到的电信号进行某些数学运算，以提高图像的实用性。例如从卫星图片中提取目标物的特征参数，三维立体断层图像的重建等。总的来说，数字图像处理包括点运算、几何处理、图像增强、图像复原、图像形态学处理、图像编码、图像重建、模式识别等。目前数字图像处理的应用越来越广泛，已经渗透到工业、医疗保健、航空航天、军事等各个领域，在国民经济中发挥越来越大的作用。 二、数字图像几何变换简介[3] 今天数字技术时代，我们身边接触到很多的数字图像，而对数字图像的处理往往会遇到需要对图像进行几何变换的一些问题。图像几何变换是图像显示技术中的一个重要组成部分。在图像几何变换中主要包括图像的缩放、旋转、移动、剪取等内容。无论照片、图画、书报、还是医学X光和卫星遥感图像等领域都会用到这些技术。通过图像的几何变换技术，可以显著提高图像处理效率和质量，为更进一步的图像处理奠定基础。 三、MATLAB图像处理工具介绍[1] MATLAB全称是Matrix Laboratory（矩阵实验室），一开始它是一种专门用于矩阵数值
(完整版)初中几何变换——平移
初中数学几何变换之平移 一、知识梳理。1、平移基本要素：平移方向平移距离 2、基本性质：段平行且相等（1）对应点所连的线2）对应线段平行且相等（3）对应角相等（ 3、应用：平行四边形存在性等 二、常考题型类型一：平移性质 、如图，矩形OABC的两条边在坐标轴上，OA=11，OC=2，现将此矩形向右平移，每次平移1个单位，若第1次平移得到的矩形的边与反比例函数图象有两个交点，它们的纵坐标之差的绝对值为0.6，则第n次（n＞1）平移得到的矩形的边与该反比例函数图象的两个交点的纵坐标之差的绝对值为（用含n的代数式表示） 2题第1第题 2、如图所示,已知A(,y1),B(2,y2)为反比例函数y=图象上的两点,动点P(x,0)在x轴正半轴上运动,当线段AP与线段BP之差达到最大时,点P的坐标是( ) 3、如图①，在平面直角坐标系中，已知点A（2，0），点B（0，4），点E（0，1），如图②，将△AEO沿x轴向左平移得到△A′E′O′，连接A′B、BE′。 2、2、2、2、BEA?ABEB?B取的式子表示），试用含（′）设（1AA=mm >0m，并求出使得最小值时点E′的坐标；
（2′取得最小值时，求点′A）当B+BEE′的坐标。 类型二：综合应用 DPCDC1ABCDBD不重合），连在射线、是一条对角线，点、在正方形上（与点中， BCQ?BDQH?ADP?HDAPCQ，连接移动到点，过点，平移，得到于，使点作接AHPH。，1 (1) P CD。在线段若点上，如图①1；依题意补全图②AHPH的数量关系与位置关系并加以证明；判断与?AHQ?152?1ABCDCD(2)P，请写出求的边长为若点，正方形在线段的延长线上，且DP长的思路。（可以不写出计算结果） A BB A CD P DC 1 图备用图 “”.2等邻边四边形、类比等腰三角形的定义，我们定义：有一组邻边相等的凸四边形叫做 1 ）概念理解（”.“ABCD1ABCD请写出你如图是，在四边形中，添加一个条件使得四边形等邻边四边形. 添加的一个条件 2 ）问题探究（.”①“她的猜想正确吗？请说明小红猜想：对角线互相平分的是菱形等邻边四边形理由。ABCRt△ AB=2BC=1=90°②2Rt△ABC∠ABC并将，，如图小红画了一个，其中，，.AABCABCBB∠ABC△小红要是平移后的＇＇，＇沿＇＇，连结的平分线＇方向平移得到“”BBABCA＇的长）？等邻边四边形＇，应平移多少距离（即线段＇是四边形 3 ）应用拓展（BD==90°ACBAD+∠BCDABCD3“”AB=AD∠为对，如图，，等邻边四边形，中，. BDBCCDAB AC=.!的数量关系，角线，试探究错误未找到引用源。，
中考专题 二次函数图象的几何变换 考点分析 例题 变式 解析
内容 基本要求 略高要求 较高要求 二次函数 能结合实际问题情境了解二次函 数的意义；会用描点法画出二次函数的图象 能通过分析实际问题的情境确定二次函数的表达式；能从图象上 认识二次函数的性质；会根据二次函数的解析式求其图象与坐标轴的交点坐标，会确定图象的顶点、开口方向和对称轴；会利用二次函数的图象求一元二次方程的近似解 能用二次函数解决简单的实际问题；能解决二次函数与其他知识综结合的有关问题 1． 理解各个解析式图象之间的联系及性质； 2． 掌握二次函数平移的性质； 3． 理解平移前后的解析式与平移变换之间的关系； 4． 掌握二次函数的对称变换的性质； 5． 会写出二次函数关于直线对称后的解析式； 6． 会写出二次函数关于点成中心对称后的解析式； 7． 掌握函数图象旋转前后的性质。 你知道“函数”的来历吗？ 现行数学教科书上使用的“函数”一词是转译词．是我国清代数学家李善兰在翻译《代数学》（1895年）一书时，把“function”译成函数的． 课前预习 重难点 中考要求 二次函数图象的几何变换
中国古代“函”字与“含”字通用，都有着“包含”的意思，李善兰给出的定义是：“凡式中含天，为天之函数．”中国古代用天、地、人、物4个字来表示4个不同的未知数或变量．这个定义的含义是：“凡是公式中含有变量x，则该式子叫做x的函数．”所以“函数”是指公式里含有变量的意思． 模块一二次函数的平移 1.几种二次函数解析式之间的平移关系： ①函数2 y ax k =+的图象可以看做是由函数2 ax y=的图象向上或向下平移||k个单位得到的； k>时，向上平移；0 k<时，向下平移。 ②函数()2 y a x h =-的图象可以看做是由函数2 ax y=的图象向左或向右平移||h个单位得到的； h>时，向右平移；0 h<时，向左平移。 ③函数()2 y a x h k =-+的图象可以看做是由函数2 ax y=的图象先向左或向右平移||h个单位，再向上或向下平移||k个单位得到的；当0 h>时，向右平移，当0 h<时，向左平移；0 k>时，向上平移，0 k<时，向下平移。 2.将二次函数2 y ax bx c =++，向左平移m个单位，函数解析式变为()() 2 y a x m b x m c =++++；向右平移m个单位，函数解析式变为()() 2 y a x m b x m c =-+-+。 3.将二次函数2 y ax bx c =++，向上平移n个单位，函数解析式变为2 y ax bx c n =+++；向下平移n个单位，函数解析式变为2 y ax bx c n =++-。 4.通常，将平移前的函数2 y ax bx c =++化成()2 y a x h k =-+的形式，在根据顶点的平移情况确定函数的平移情况，再将顶点式整理成一般式。 5.平移前后的的函数的开口方向与开口大小不改变，即a不变。 例题精讲
基于Matlab基本图像处理程序
图像读入 ●从图形文件中读入图像imread Syntax: A = imread(, fmt) ：指定的灰度或彩色图像文件的完整路径和文件名。 fmt:指定图形文件的格式所对应的标准扩展名。如果imread没有找到所制定的文件,会尝试查找一个名为的文件。 A：包含图像矩阵的矩阵。对于灰度图像,它是一个M行N列的矩阵。如果文件包含RGB 真彩图像,则是m*n*3的矩阵。 ●对于索引图像，格式[X, map] = imread(, fmt) X：图像数据矩阵。 MAP：颜色索引表 图像的显示 ●imshow函数：显示工作区或图像文件中的图像 ●Syntax： imshow(I) %I是要现实的灰度图像矩阵 imshow(I,[low high]，param1, val1, param2, val2,...) %I是要现实的灰度图像矩阵，指定要显示的灰度范围，后面的参数指定显示图像的特定参数 imshow(RGB) imshow(BW) imshow(X,map) %map颜色索引表 imshow() himage = imshow(...)
●操作：读取并显示图像 I=imread('C:\Users\fanjinfei\Desktop\baby.bmp');%读取图像数据 imshow(I);%显示原图像 图像增强 一．图像的全局描述 直方图（Histogram）：是一种对数据分布情况的图形表示，是一种二维统计图表，它的两个坐标分别是统计样本和该样本对应的某个属性的度量。 图像直方图（Image Histogram）：是表示数字图像中亮度分布的直方图，用来描述图象灰度值，标绘了图像中每个亮度值的像素数。 灰度直方图：是灰度级的函数，它表示图像中具有某种灰度级的像素的个数，反映了图像中某种灰度出现的频率。描述了一幅图像的灰度级统计信息。是一个二维图，横坐标为图像中各个像素点的灰度级别，纵坐标表示具有各个灰度级别的像素在图像中出现的次数或概率。 归一化直方图：直接反应不同灰度级出现的比率。纵坐标表示具有各个灰度级别的像素在图像中出现的概率。 图像的灰度直方图：是一个离散函数，表示图像每一灰度级与该灰度级出现概率的对应关系。 图像的灰度直方图运算： imhist()函数，其横坐标表示像素的灰度级别，纵坐标为像素点的个数。 ●Imhist函数=Display histogram of image data显示灰度直方图的函数 ●Syntax： ①imhist(I) % I为要计算的灰度直方图图像 ②imhist(I, n) % n指定的灰度级的数目，表示所有灰度级均匀分布在n个小区间内。 ③imhist(X, map) ④[counts,x] = imhist(...) %counts直方图数据向量。counts(i)第i个灰度区间中的像素数目。x是保存了对应的灰度小区间的向量。 注意：若调用时不接受这个函数的返回值，则直接显示直方图；在得这些返回数据之后，也可以使用stem(x,counts)手绘直方图。 ●例1：显示某一图像的灰度直方图
初中几何变换-翻折
初中数学几何变换之 轴对称 一、知识梳理 1、轴对称基本要素：对称轴。 2、基本性质： （1）对应线段、对应角相等 （2）对应点所连线段被对称轴垂直平分 （3）对称轴上的点到对应点的距离相等 （4）对称轴两侧的几何图形全等 3、应用 翻折问题、最值问题等 二、常考题型 类型一：轴对称性质 1、如图，在平行四边形ABCD 中，13=AB ，4=AD ，将平行四边形ABCD 沿AE 翻折后，点B 恰好与点C 重合，则折痕AE 的长为__________. 第1题 第2题 第3题
2、如图，矩形中，AB=8，BC=6，P为AD上一点，将△ABP沿BP翻折至△EBP，PE 与CD相交于点O，且OE=OD，则AP的长为__________. 3、如图，在△ABC中，AB=AC，BC=24，tanC=2，如果将△ABC沿直线l翻折后，点B落在边AC的中点E处，直线l与边BC交于点D，那么BD的长为。 4、如图，菱形纸片ABCD中，∠A=600，将纸片折叠，点A、D分别落在A’、D’处，且A’D’经过B，EF为折痕，当D’F CD时，CF 的值为。 FD 5、如图，在△ABC中，∠C＝90°，将△ABC沿直线MN翻折后，顶点C恰好落在AB边上的点D处，已知MN∥AB，MC＝6，NC＝23，则四边形MABN的面积是。 第4题第5题第6题 6、如图，已知边长为5的等边三角形ABC纸片，点E在AC边上，点F在AB边上，沿着EF 折叠，使点A落在BC边上的点D的位置，且，则CE的长是。 7、如图1，在矩形纸片ABCD中，AB＝83，AD＝10，点E是CD的中点.将这张纸片依次折叠两次：第一次折叠纸片使点A与点E重合，如图2，折痕为MN，连接ME、NE；第二次折叠纸片使点N与点E重合，如图3，点B落在B′处，折痕为HG，连接HE，则tan∠EHG ＝ .
图像几何变换的理论及MATLAB实现.
第 25卷第 4期《新疆师范大学学报》 (自然科学版 V o l . 25, N o . 4 2006年12月 Journal of X injiang N o r m al U niversity D ec . 2006 (N atural Sciences Editi on 图像几何变换的理论及 M A TLAB 实现 古丽娜 1, 2, 木妮娜 3 (1. 西北师范大学教育技术与传播学院 , 甘肃兰州 730070; 2. 新疆师范大学教育科学学院 , 新疆乌鲁木齐 830054; 3. 新疆师范大学数理信息学院 , 新疆乌鲁木齐830054 α 摘要 :, 。在图像几何变换中主要包括图像的缩放、图像的旋转、、 (主要包括图像的缩放、旋转、 , A 。 关键词 :; 缩放 ; 旋转 ; 移动 ; 剪取 T P 391. 4文献标识码 : A 文章编号 : 1008296592(2006 20420024205 1引言 从 20世纪 60年代美国航空和太空总署 (N A SA 的喷气推进实验室第一次使用计算机对太空船发回的大批月球图片进行处理到信息技术不断提高的今天 , 数字图像的应用处理技术得到了广泛的应用 , 形成了自己的技术特色和完善的学科体系。 我们在处理图像时往往会遇到需要对图像进行几何变换的一些问题。图像几何变换是图像显示技术中的一个重要组成部分 , 也是我们学习和探讨的一个重要课题。在图像几何变换中主要包括图像的缩放、旋转、移动、剪取等内容。其中使用最频繁的是图像的缩放和旋转 , 不论照片、图画、书报、还是医学 X 光和卫星遥感图像都会用到这两项技术。
初三数学一元二次函数几何变换及应用
二次函数几何变换及应用中考要求 重难点 1．能从函数图像上认识函数的性质； 2．会确定图像的顶点、对称轴和开口方向； 3．.能用二次函数解决简单的实际问题． 例题精讲 模块一.二次函数的几何变换 二次函数图象的对称变换 二次函数图象的对称一般有五种情况，可以用一般式或顶点式表达1. 关于x轴对称 2 y ax bx c =++关于x轴对称后，得到的解析式是2 y ax bx c =---； ()2 y a x h k =-+关于x轴对称后，得到的解析式是()2 y a x h k =---； 2. 关于y轴对称 2 y ax bx c =++关于y轴对称后，得到的解析式是2 y ax bx c =-+； ()2 y a x h k =-+关于y轴对称后，得到的解析式是()2 y a x h k =++； 3. 关于原点对称 2 y ax bx c =++关于原点对称后，得到的解析式是2 y ax bx c =-+-； ()2 y a x h k =-+关于原点对称后，得到的解析式是()2 y a x h k =-+-； 4. 关于顶点对称 2 y ax bx c =++关于顶点对称后，得到的解析式是 2 2 2 b y ax bx c a =--+-； ()2 y a x h k =-+关于顶点对称后，得到的解析式是()2 y a x h k =--+．
5. 关于点()m n ， 对称 ()2 y a x h k =-+关于点()m n ，对称后，得到的解析式是()2 22y a x h m n k =-+-+- 根据对称的性质，显然无论作何种对称变换，抛物线的形状一定不会发生变化，因此a 永远不 变．求抛物线的对称抛物线的表达式时，可以依据题意或方便运算的原则，选择合适的形式，习惯上是先确定原抛物线（或表达式已知的抛物线）的顶点坐标及开口方向，再确定其对称抛物线的顶点坐标及开口方向，然后再写出其对称抛物线的表达式． 【例1】 函数2 y x =与2 y x =-的图象关于______________对称，也可以认为2 y x =是函数2 y x =-的图 象绕__________旋转得到． 【难度】3星 【解析】考察函数的对称性． 【答案】x 轴；原点旋转180°．2y x =与2y x =-关于x 轴对称，也可以看成是2 y x =-绕原点旋转180° 得到2 y x =． 【例2】 已知二次函数221y x x =--，求：（1）关于x 轴对称的二次函数解析式；（2）关于y 轴对称的二 次函数解析式；（3）关于原点对称的二次函数解析式． 【难度】3星 【解析】二次函数图象的几何变换 【答案】二次函数解析式转化为顶点式为()2 12y x =--，顶点坐标为()12-， ，关于x 轴对称后顶点坐标为()12，，开口大小不变，方向该变，则对称后的解析式是()2 12y x =--+，即221y x x =-++； 关于y 轴对称后顶点坐标为()12--， ，开口大小和方向不变，则对称后的解析式是()2 12y x =+-，即221y x x =+-；关于原点对称后顶点坐标为()12-， ，开口大小不变，方向改变，则对称后的解析式是()2 12y x =-++，即221x x --+． 【例3】 在平面直角坐标系中，先将抛物线22y x x =+-关于x 轴作轴对称变换，再将所得的抛物线关于y 轴作轴对称变换，那么经两次变换后所得的新抛物线的解析式为（ ） A ．22y x x =--+ B ．22y x x =-+- C ．22y x x =-++ D ．22y x x =++ 【难度】3星 【解析】略 【答案】C
实验一Matlab图像处理基础及图像灰度变换 - 中南大学信.
实验一Matlab图像处理基础及图像灰度变换 一、实验目的 了解Matlab平台下的图像编程环境，熟悉Matlab中的DIP (Digital Image Processing)工具箱；掌握Matlab中图像的表示方法，图像类型、数据类型的种类及各自的特点，并知道怎样在它们之间进行转换。掌握Matlab环境下的一些最基本的图像处理操作，如读图像、写图像、查看图像信息和格式、尺寸和灰度的伸缩等等；通过实验掌握图像直方图的描绘方法，加深直方图形状与图像特征间关系间的理解；加深对直方图均衡算法的理解。 二、实验内容 1．从硬盘中读取一幅灰度图像； 2．显示图像信息，查看图像格式、大小、位深等内容； 3．用灰度面积法编写求图像方图的Matlab程序，并画图； 4．把第3步的结果与直接用Matlab工具箱中函数histogram的结果进行比较，以衡量第3步中程序的正确性。 5．对读入的图像进行直方图均衡化，画出处理后的直方图，并比较处理前后图像效果的变化。 三、知识要点 1.Matlab6.5支持的图像图形格式 TIFF, JEPG, GIF, BMP, PNG, XWD (X Window Dump)，其中GIF不支持写。 2.与图像处理相关的最基本函数 读：imread; 写：imwrite; 显示：imshow; 信息查看：imfinfo; 3.Matlab6.5支持的数据类 double, unit8, int8, uint16, int16, uint32, int32, single, char (2 bytes per element), logical. 4.Matlab6.5支持的图像类型 Intensity images, binary images, indexed images, RGB image 5.数据类及图像类型间的基本转换函数 数据类转换：B = data_class_name(A);
matlab图像几何变换和图像增强
一.图像几何变化 (1)放大，缩小，旋转 程序： I=imread('111.jpg'); J=imresize(I,1.5); L=imresize(I,0.75); K=imrotate(I,35,'bilinear'); subplot(221),subimage(I); title('原图像'); subplot(222),subimage(J); title('放大后图像'); subplot(223),subimage(L); title('缩小后图像'); subplot(224),subimage(K);title('旋转后图像'); 二．图像频域变换 （1）傅里叶变换 真彩图像灰度图像傅里叶变换谱程序：I=imread('111.jpg'); figure(1); imshow(I); B=rgb2gray(I); figure(2);
imshow(B) D=fftshift(fft2(B)); figure(3); imshow(log(abs(D)),[ ]); （2）离散余弦变换 真彩图灰度图进行离散余弦变换后程序： RGB=imread('111.jpg'); figure(1); imshow(RGB); G=rgb2gray(RGB); figure(2); imshow(G); DCT=dct2(G); figure(3); imshow(log(abs(DCT)),[]); 三．图像增强： （1）指数变换 程序：
f=imread('111.jpg') f=double(f); g=(2^2*(f-1))-1; f=uint8(f); g=uint8(g); subplot(1,2,1),subimage(f); subplot(1,2,2),subimage(g); （2）直方图均衡 程序： I=imread('111.jpg'); I=rgb2gray(I); figure subplot(221);imshow(I); subplot(222);imhist(I) I1=histeq(I); figure; subplot(221);imshow(I1) subplot(222);imhist(I1) （3）空域滤波增强 锐化滤波（Roberts算子Sobel算子拉普拉斯算子）
- 机器视觉 空间几何变换共43页
- 三维模型空间几何变换的计算
- 基于空间几何变换的人脸对齐(Matlab内置函数)
- 计算机图形学--第八讲 图形的三维几何变换
- 赏析空间几何体的4种变换
- 第六讲二维及三维空间的变换概念及其矩阵表示-精品
- 空间几何体体积计算的常用技巧
- 空间解析几何-正交变换与仿射变换
- 三维空间几何坐标变换矩阵课件28页PPT
- 三维空间几何坐标变换矩阵课件
- 计算机图形学04-图形几何变换
- MFC空间几何变换之图像平移、镜像、旋转、缩放详解
- 机器视觉 空间几何变换
- 图形几何变换
- 第二章 空间几何变换与摄像机模型
- 几何变换
- 第八章 图像几何变换的基本理论
- 空间解析几何-第5章 正交变换与仿射变换
- 三维空间几何坐标变换矩阵PPT幻灯片课件
- MFC空间几何变换之图像平移、镜像、旋转、缩放详解