设计性实验 图像信号的抽取与插值

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1、实验报告实验7设计性实验图像信号的抽取与插值专业电子信息科学与技术班级电子10-1班学生学号指导教师完成时间2013年01月12日实验7设计性实验图像信号的抽取与插值一、实验目的1、熟悉图像处理常用函数和方法；2、培养通过查阅文献解决问题的能力。二、实验要求给出一个二维灰度图像，1、编程实现对该图像的任意比例的放大及缩小；2、编程实现对该图像的任意角度旋转；3、解决缩放及旋转时产生的锯齿等不图像不平滑问题。三、实验提示1、利用上采样、下采样等方法对信号进行缩放变换；2、观察对图像进行缩放或旋转时，图像是否会出现锯齿等不平滑现象？3、分析产生锯齿现象的原因；查阅文献了解解决锯齿现象的

2、方法。（例如平滑滤波、双线性插值、双立方插值等处理）操作过程如下：实现图像的放大：（算法）为了实现图像的放大，首先将原图按照x1=a*x,y1=b*x将原图的像素点(x,y)映射为新的画布上的(x1,y1)点，如上图左一到左二。然后，以行或列为一个处理单位，采用一种图像插值算法，在两红点之间的空白点插入一些值，使图像充满整个画布。具体顺序如上图所示，先按行插值，再按列插值。本实验采用的插值算法要达到的目标是，使插入点的斜率与原图保持一致具体插值方法如下（以宽度放大三倍为例）：取出一行像素点，使时域坐标变为原来的三倍。假设两相邻像素点坐标分别为a[n]和a[m]，则在a[n+1]、a

3、[n+2]、a[n+i]…a[m-1]处填入的灰度值为：图①原图像的一行像素点图②使时域坐标变为原来的三倍插入的点图③在两点间插值，使新插入的点与原先的两点以同一斜率变化。实现图像的缩小：若要实现缩小，则同样按照x1=ax,y1=by的坐标转换关系将原画布上的点映射到新画布上，那么新画布上的一点将成为原画布上多点的映射，此时，新画布的点只需取其中一个映射点即可。过程如下：运行示例：（以行列均放大三倍为例）①放大前的图像：②将图像的行列上的时域变为原来的三倍。③行插值：④列插值后（完成）：颗粒（锯齿）不明显使用线性插值法假如使用临近插值法，将得到如下图片，可见，在图中眼部的位置，临近

4、插值法的锯齿更为明显，而使用本实验插值算法得到的图像边缘更为平滑。颗粒（锯齿）明显使用临近插值法图像缩小：（以行列均缩小为1/2为例）缩小clear;clf;pic=imread('image.jpg');k=2;%¾â³ÝÏû³ýϵÊý[l,w]=size(pic);pic(l+1,1)=0;pic(1,w+1)=0;l1=2*l;w1=2*w;i=1:l;x=ceil(i*l1/l);ii=1:w;y=ceil(ii*w1/w);fori=1:lforii=1:wa(ceil(i*l1/l),ceil(ii*w1/w))=pic(i,ii);end;end;fori=1:lf

5、orii=1:w-1n=(y(ii));m=(y(ii+1));foriii=1:m-n-1a(x(i),n+iii)=(a(x(i),m)-a(x(i),n))*iii/(m-n)+a(x(i),n);end;end;end;fori=1:w1forii=1:l-1n=(x(ii));m=(x(ii+1));foriii=1:m-n-1a(n+iii,i)=(a(m,i)-a(n,i))*iii/(m-n)+a(n,i);end;end;end;imshow(a);实现图片的旋转：（算法）根据坐标变换公式，可将旋转后坐标(x1,y1)映射到原坐标(x,y)x=x1*cos(b)-

6、y1*sin(b)y=x1*sin(b)+y1*cos(b)由于求出来的原坐标不为整数，故将其取整，若求得(x,y)坐标范围处于有效范围，即0

7、1.jpg');[l,w]=size(pic);b=30;xx=[0,0,l,l];yy=[0,w,w,0];b=b*2*pi/360;x0=min(xx.*cos(b)-yy.*sin(b));y0=min(xx.*sin(b)+yy.*cos(b));x1=max(xx.*cos(b)-yy.*sin(b));y1=max(xx.*sin(b)+yy.*cos(b));forx=1:fix(x1-x0)+1fory=1:fix(y1-y0)+1a(x,y)=uin