Matlab图形界面图像的旋转平移和缩放

Matlab图形界面图像的旋转、平移和缩放目录问题描述...............................................2摘要...................................................2姓名：班级：学号：1正文...................................................31、界面设计.......................................32、打开图片功能...................................43、实现图片的任意角度的旋转.......................54、图像的平移.....................................85、图像的缩放（放大与缩小）......................12实验心得..............................................16附录：................................................16Matlab图形界面操作------图像的旋转、平移和缩放2问题描述期末运用学习的matlab知识通过图形用户界面对图片进行操作，实现如下功能。能够查找和读取计算机中存储图像。实现图像的旋转、平移、缩放等几何变换。通过matlab界面功能实现界面的完美布局。编写代码和回调函数实现上述功能。摘要本次任务旨在完成以下几个任务：整体分为四大模块：原图、旋转、平移和缩放。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3简易处理系统。能显示输入图像、输出图像。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。完成自己课程设计说明书。正文1、界面设计（1）在MATLAB命令窗口中输入“guide”，确定后，弹出GUI窗口。4（2）本次设计中，包含两个坐标轴（axes1、axes2），分别显示原图和处理后的图像。包含六个按钮（PushButton），分别实现“打开图片、保存处理后的图片、旋转、平移、放大、缩小以及退出功能”。（3）旋转功能同时可以实现选择0—360度任意的度数，当选择不同的度数后，axes2位置就会显示不同选择角度的图片。如果需要保存该图片可以单击保存按钮进行保存。（4）平移功能的实现，当单击平移按钮，可以有一个默认的平移位置。在设计中预设了几个固定位置，可以选择，分别是X单位Y单位方向都可以选择。达到平移的目的。（5）放大和缩小功能类似，在界面上表现为选择不同的数据，反映出来不同大小的图片。（6）操作完成后，点击退出功能，将询问是否退出，如果退出则点击“是”，不退出点击“我还要看看”。2、打开图片功能进入程序界面后，要实现几何操作，需要先打开一张图片。单击打开图片按钮，可以选择图片路径，从存储图片的地址任意旋转一张图片，图片就会显示在axes1的位置。效果如2-1所示：图2-15如果想再打开一张图片进行操作，可以再次单击“打开图片”按钮进行操作，效果如图2-2所示：图2-23、实现图片的任意角度的旋转该功能回调函数使用的是imrotate函数，其调用格式如下所示：(1)函数说明及参数选择I0=imrotate(loadImage,value);I0是处理后的图片。loadImage是定义的全局变量，当打开图片后，将新图片的值赋予该变量。Value值是传递过来的度数值。(2)问题分析如果value值是一个定值，在实现旋转功能时，仅能在一个位置，通过优化，实现任意角度旋转。(3)运用的函数和方法旋转功能涉及imrotate以及imshow函数，详细方法参考源代码。(4)实验结果点击旋转按钮，默认值为180度，效果如图3-1所示：6图3-1（旋转180度）拖动滑动条，选择其他角度，实现旋转功能。旋转72度效果如图3-2所示：图3-2（旋转72度）旋转0度即不进行旋转，效果如图3-3所示：7图3-3（旋转0度）通过验证，随意拖动滑动条，均可以正常显示，如图4-4所示：图3-4更换其他图片实现旋转功能，效果图3-5所示：8图3-5(5)结果分析：一般图像的旋转是以图像的中心为原点，旋转一定的角度，也就是将图像上的所有像素都旋转一个相同的角度。旋转后图像的大小一般会改变，即可以把转出显示区域的图像截去，或者扩大图像范围来显示所有的图像。图像的旋转变换也可以用矩阵变换来表示。4、图像的平移(1)问题分析：图像平移是将一幅图像中所有的点都按照指定的平移量在水平、垂直方向移动，平移后的图像与原图像相同。平移后的图像上的每一点都可以在原图像中找到。(2)实验方法：设（x0，y0）为原图像上的一点，图像水平平移量△X，垂直平移量为△Y，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+△x；y1=y0+△y。该功能可以通过函数translate函数实现。关键代码se=translate(strel(1),[100-100]);strel(1)表示图像不变，进行[YX]方向的平移,se是设置的图像平移的距离。平移变量的旋转通过switch来判断并进行传递。(3)实验结果：平移量为（-100，-100）时，效果如图4-1所示：9图4-1平移量为（-50，-100）时，效果如图4-2所示：图4-2平移量为（0，-100）时，效果如图4-3所示：10图4-3平移量为（-50，-100）时，效果如图4-4所示：图4-4平移量为（100，0）时，效果如图4-5所示：11图4-5平移量为（100，100）时，效果如图4-6所示：图4-6更换其他图片进行平移操作，效果如图4-7：12图4-7(4)结果分析：在设置的平移变量选项中，负数在X方向上代表向左平移，在Y轴上代表向上平移。选择不同的平移变量，图片将平移结果显示在对应的地方。超出显示区域的地方自动截取数据。5、图像的缩放（放大与缩小）(1)问题分析：图像的放大和缩小是用同一个函数实现的，根据图像比例变换的原理及相应算法可得到。(2)实验方法：图像的放大和缩小的函数是imresize，核心代码如下：I0=imresize(loadImage,value2);其中的value值代表放缩的倍数。(3)实验结果：点击放大按钮，默认的放大倍数15倍，如图5-1所示。13图5-1（放大15倍）拖动滑动条，得到新的大小的图片，如图5-2所示：图5-2放大1倍的效果如图5-3所示：14图5-3（放大1倍即原图大小）缩小效果图，图5-4所示:图5-4（原图0.5倍）随意拉动拖动条，得到缩小效果图，图5-6所示:15图5-6当缩小时的value值调为0时，出现错误，说明，在缩小时，value值设置为0是不合适的，效果如图5-7所示。图5-7更换图片，改变缩小的变量数值，得到大小不一的图片，如图5-8所示：图5-8(4)结果分析：16在放大图片时，当按比例将原图像放大K倍，如果按照最近邻域法则需要将一个像素值添加在新图像的k×k的子块中。显然，如果放大倍数太大，按照这种方法处理会出现马赛克效应。最简单的比例缩小时当fx=fy=0.5时，即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，即取原图的偶奇数行和偶奇数列构成新的图像。如果图像按任意比例缩小则需要计算选择的行和列。实验心得本次课程设计使我更深的了解了MATLAB的程序设计及图像处理的内容，复习了有关于图像处理方面的知识，同时也对于MATLAB这一功能强大的软件的使用更加的熟练，也学习到了很多新的知识，积累了一些经验，归结如下：更全面的认识了MATLAB这个软件，并且能够熟练的使用MATLAB的基本功能，掌握了MATLAB的程序设计的基本方式方法和步骤。学习了图像的处理的各项基本函数的使用，特别对MATLAB的帮助功能有了很深刻的了解，能够独立的完成函数的编写及功能的实现，再也不是什么函数都需要使用网络来询问，学习了图像噪声的使用，让我对专业知识有了更深的了解，对我以后的学习很有方向性。我对图像几何变换的原理，包括图像的平移变换，图像的旋转，图像的旋转及图像的放大与缩小等原理都有了更清楚的认识，也明白了它们的实现机制。对于使用MATLAB去实现数字图像的处理也有了更好的认识。通过这次的课程设计，使我意识到所有的知识都是需要用实践去帮着理解的，所谓理论指导实践，很好的实践能帮助我们更好地去理解知识，对于知识的掌握更加牢靠。同时在复习以前所学知识的同时其实也实现了温故知新，对于旧知识有了新的理解。对于工程实践，要想实现预期的效果，必须明白它实现的机制和相应的算法，只有通过相应的理论来指导，我们才能有所创新，有所突破。附录：171、参考文献：【1】贺兴华等.MATLAB7.x图像处理.北京：人民邮电出版社，2006【2】陈杰.MATLAB宝典.北京：电子工业出版社，2007.【3】张德丰.MATLAB数值分析与应用.北京：国防工业出版社，2009【4】[美]冈萨雷斯.温茨著.数字图像处理.2版.北京：电子工业出版社，2002【5】汪晓银，邹庭荣.数学软件与数学实验.武汉：华中农业大学教务处，2007【6】RafaelC.Gonzalez.数字图像处理（第三版）.电子工业出版社，2011【7】杨丹，赵海滨，龙哲.MATLAB图像处理实例详解.清华大学出版社，20132、源代码：（1）打开图片tryisLoad=getappdata(handles.figure1,'isLoad');ifisLoad==0,[fileName,filePath,filterIndex]=uigetfile(...{'*.*','Allfiles';},...'选择图像文件','MultiSelect','off');ifisequal(fileName,0)||isequal(filePath,0),return;elsesetappdata(handles.figure1,'fileName',fileName);setappdata(handles.figure1,'filePath',filePath);setappdata(handles.figure1,'isLoad',1);file=fullfile(filePath,fileName);axes(handles.axes1);I=imread(file);sizeI=size(I);iflength(sizeI)==3,I=rgb2gray(I);18elseiflength(sizeI)==2,I=I;elseerrordlg('ErrorHappened.','Error');endsetappdata(handles.figure1,'loadImage',I);imshow(I);endelsebtnName=questdlg('您已经打开一个文件，确定打开另一个？将覆盖当前的文件？','提示',...'OK','Cancel','Cancel');switchbtnName,case'OK',setappdata(handles.figure1,'isLoad',0);feval(@pushbutton1_Callback,handles.pushbutton1,eventdata,handles);case'Cancel',return;endendcatcherrordlg('YoumustopenaBMPfile.','Error');end（1）旋转：value=get(handle