[终稿]实验4 图像几何变换—哈哈镜制作.doc

实验4 图像几何变换—哈哈镜制作 一． 实验目的 熟悉图像的基本格式和数据结构。掌握图像几何变换的原理。 二．实验原理 图像平移 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： （1） 以矩阵的形式表示为： （2） 它的逆变换： (3) 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的。图像平移处理流程如图1所示。 图像旋转 通常是以图像的中心为圆心旋转，按顺时针方向旋转，如图2所示。 旋转前： （4） 旋转a角度后： （5） 以矩阵的形式表示为： rr r r a b (x0, y0) (x1, y1) yⅡ xⅡ O 图2 旋转示意图 （6） （6）式中，坐标系是以图像的中心为原点，向右为x轴正方向，向上为y轴正方向。它和以图像左上角为原点，向右为x轴正方向，向下为y轴正方向的坐标系之间的转换关系如图3所示。 (x (x, y) yⅡ xⅡ OⅡ xⅠ yⅠ OⅠ 图3 两种坐标系间的转换关系图 设图像的宽度为w，高度为h，容易得到： （7） 逆变换为： （8） 有了以上公式，可以把变换分成三步： 第一步，将坐标系Ⅰ变成Ⅱ； 第二步，将该点顺时针旋转a角度； 第三步，将坐标系Ⅱ变回Ⅰ。 这样，我们就得到了变换矩阵，它是上面三个矩阵的级联。那么对于新图像中的每一点，就可以根据对应原图中的点，得到它的灰度。如果超出原图范围，则填成白色。要注意的是，由于有浮点运算，计算出来点的坐标可能不是整数，采用取整处理或插值来处理。 图像缩放 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： （9） 实验步骤 哈哈镜的制作程序实现伪代码如下： 哈哈镜程序框架 #include stdio.h #include cv.h #include highgui.h #include math.h #define DOWNRESIZE 0 // 缩小 #define UPRESIZE 1 // 放大 #define HORAO 2 // 水平外凹 #define HORTU 3 // 水平外凸 #define LADDER 4 // 梯形变形 #define TRIANGLE 5 // 三角形变形 #define SSHAPE 6 // S形变形 #define WAVESHAPE 7 // 波浪形变形 #define RANGE 100 // 水平外凹或外凸的幅度 #define PI 3.1415926 // 哈哈镜制作 int main( int argc, char** argv ) { IplImage* pImg; //声明IplImage指针 IplImage* pImg1; //声明IplImage指针 int i,j; int method = 0; CvSize size; double tmp; method = DOWNRESIZE; //method = HORAO; //载入图像 pImg = cvLoadImage( ./1.bmp, 0); cvNamedWindow( Image, 1 );//创建窗口 cvShowImage( Image, pImg );//显示图像 printf(imageSize: %d height: %d, width: %d, nChannels: %d\n, pImg-imageSize, pImg-height, pImg-width, pImg-nChannels); switch(method) { // 图像缩小 case DOWNRESIZE: size = cvGetSize(pImg); size.width = (size.width3)2; // 在OpenCV里边，widthStep必须是4的倍数，从而实现字节对齐，有利于提高运算速度。 size.height = size.height1; pImg1 = cvCreateImage( size, IPL_DEPTH_8U, 1); printf(imageSize: %d height: %d, width: %d, nChannels: %d\n, pImg1-imageSize, pImg1-height, pImg1-width, pImg1-nChannels); for