MATLAB图像平移、旋转、缩放、裁剪


版本： MATLAB R2019a

目录

      • （一）图像平移
      • （二）图像旋转
        • 1、图像尺寸不变
        • 2、图像信息不丢失
      • （三）图像缩放
      • （四）图像裁剪

（一）图像平移

使用MATLAB自带函数 translate(SE, [y x])
功能：
在结构元素SE上进行y和x方向的位移 正数对应右移和下移

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%图像平移
A=imread('1.jpg');
se=translate(strel(1),[50 50]);  
%向右向下平移50,50像素坐标
B=imdilate(A,se);%形态学膨胀
figure;
subplot(1,2,1),subimage(A);
title('原图像')
subplot(1,2,2),subimage(B);
title('图像平移')

仿真结果：
在这里插入图片描述

（二）图像旋转

1、图像尺寸不变

使用MATLAB自带函数 imrotate(img,30);
功能：
将图像img逆时针旋转30°

注：为什么需要插值？
答：MATLAB在进行图像操作时，是将其存放在数组中，而数组坐标必须为整数，若对图像进行旋转、缩放等操作，计算得到的坐标不一定为整数，这时候就需要进行插值。MATLAB常用插值方法有三种：
（1）最近邻插值 ‘nearest’
（2）双线性插值 ‘bilinear’
（3）三次卷积插值 ‘bicubic’

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A=imread('1.jpg');
B=imrotate(A,30);                 %旋转30°
C=imrotate(A,30,'crop');       %旋转30°，并剪切图像，使得到的图像和原图像大小一致
%若不说明插值方法，默认为最近邻插值
D=imrotate(A,30,'bilinear','crop');
%双线性插值法旋转30°，并剪切图像，使得到的图像和原图像大小一致

figure;
subplot(2,2,1),imshow(A);
title('原图像')
subplot(2,2,2),imshow(B);
title('图像旋转（保留全部图像信息）')
subplot(2,2,3),imshow(C);
title('图像旋转（大小不变）')
subplot(2,2,4),imshow(D);
title('图像旋转（双线性插值）')

仿真结果：
在这里插入图片描述

2、图像信息不丢失

在进行图像旋转时，不对图像进行缩放，但仍想保留全部图像信息。需要在旋转之后，计算所需要的背景尺寸，具体程序如下：

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% 读入图片
A = imread('1.jpg');
% 求出旋转矩阵
theta = 30 / 180 * pi;
R = [cos(theta), -sin(theta); sin(theta), cos(theta)]';
%欧拉角旋转矩阵公式
%利用size函数读取原始图像A尺寸
sizeA = size(A);
length = sizeA(1);
width = sizeA(2);
h = sizeA(3);
c1 = [length; width] / 2;

% 计算所需背景尺寸
length2 = floor(width*sin(a)+length*cos(a))+1;
%floor 向上取整函数，保证图像信息完整
width2 = floor(width*cos(a)+length*sin(a))+1;
c2 = [length2; width2] / 2;
% 初始化背景，将旋转后的图像坐标赋给该背景
B = uint8(ones(length2, width2, 3)*128);
for k = 1:h
    for i = 1:length2
        for j = 1:width2
            p = [i; j];
            pp = (R*(p-c2)+c1);
            mn = floor(pp);
            ab = pp - mn;
            a = ab(1);
            b = ab(2);
            m = mn(1);
            n = mn(2);
            % 线性插值方法
            if (pp(1) >= 2 && pp(1) <= length-1 && pp(2) >= 2 && pp(2) <= width-1)
                B(i, j, k) = (1-a)*(1-b)*A(m, n, k) + a*(1-b)*A(m+1, n, k)...
                    +(1-a)*b*A(m, n, k)+a*b*A(m, n, k);
            end
        end
    end
end
figure;
imshow(A);
title('原图像')
figure;
imshow(B);
title('图像旋转（扩大背景）')

仿真结果：

在这里插入图片描述

（三）图像缩放

使用MATLAB自带函数 imresize(img,a,‘method’)
功能：
对图像img进行系数为a的缩放。

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A = imread('1.jpg');
a = 2;
aa = 0.5;
B=imresize(A,a,'nearest');
C=imresize(A,aa,'nearest');
figure;
imshow(A);
title('原图像')
figure;
imshow(B);
title('放大2倍图像')
figure;
imshow(C);
title('放大0.5倍图像')

仿真结果：
在这里插入图片描述

（四）图像裁剪

使用MATLAB自带函数 imcrop(img,[x y height length])
功能：在原始图像img 坐标位置（x,y）开始，向下向右进行裁剪

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A=imread('1.jpg');  %读入图像
rect = [20 20 150 150];
B=imcrop(A,rect);              %进行图像剪切
subplot(121),imshow(A);
title('原图像')
rectangle('Position',rect,'LineWidth',2,'EdgeColor','r') %显示图像剪切区域
subplot(122),imshow(B);  
title('裁剪图像')

在这里插入图片描述

“每天给自己一个希望，试着不为明天而烦恼，不为昨天而叹息，只为今天更美好。”加油！