MatLab：数字图像处理实验_读入一幅rgb图像,变换为灰度图像和二值图像,并在同一个窗口内分别显示rgb图像

实验目的

1、熟悉并掌握MATLAB工具的使用； 
2、实现图像的读取、显示、存储、平移、镜像、放大、缩小及旋转操作；
3、掌握常用的插值方法，并了解其优缺点。

实验环境

MatLab2016

实验内容

题目一

读入一幅RGB图像，变换为灰度图像和二值图像，并在同一个窗口内分别显示RGB图像和灰度图像，注上文字标题,并将结果以文件形式存到磁盘上。

代码

I = imread('D:\Backup\Documents\My Pictures\Saved Pictures\picture1.jpg');
subplot(3,1,1);
imshow(I);
title('原图像');
i = rgb2gray(I);
subplot(3,1,2);
imshow(i);
title('灰度图像');
imwrite(i,'D:\Backup\Documents\My Pictures\Saved Pictures\picture2.jpg');
a = im2bw(I,0.5);
subplot(3,1,3);
imshow(a);
title('二值图像');
imwrite(a,'D:\Backup\Documents\My Pictures\Saved Pictures\picture3.jpg');

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结果

题目二

对图像执行平移、镜像（水平镜像、垂直镜像）放大、缩小及旋转操作，其中放大、旋转操作分别采用最近邻插值及双线性插值方法实现，要求根据算法自己编写代码实现，并分析两种插值方法的优缺点。

平移

平移代码

I=imread('D:\Backup\Documents\My Pictures\Saved Pictures\picture1.jpg');
subplot(2,1,1);
imshow(I);
title('原图像');
[M,N,C]=size(I);
g=zeros(M,N,C);
 for color=1:3
      for i=1:M
          for j=1:N
             newx=i+30;
             newy=j+30;
             if((newx<=M)&&(newy<=N))
              g(newx,newy,color)=I(i,j,color);
             end
          end
      end
   end
subplot(2,1,2);
imshow(uint8(g));
title('平移');

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平移结果

水平镜像

水平镜像代码

I=imread('D:\Backup\Documents\My Pictures\Saved Pictures\picture1.jpg');
subplot(2,1,1);
imshow(I);
title('原图像');

[M,N,C]=size(I);
g=zeros(M,N,C);
for color=1:3
      for i=1:M
         for j=1:N-1
           g(i,j,color)=I(i,N-j,color);
         end
      end 
end
subplot(2,1,2);
imshow(uint8(g));
title('水平镜像');
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水平镜像结果

垂直镜像

垂直镜像代码

I=imread('D:\Backup\Documents\My Pictures\Saved Pictures\picture1.jpg');
subplot(2,1,1);
imshow(I);
title('原图像');
[M,N,C]=size(I);
g=zeros(M,N,C);
for color=1:3
for i=1:M-1
 for j=1:N
  g(i,j,color)=I(M-i,j,color);
 end
end
end
subplot(2,1,2);
imshow(uint8(g));
title(‘垂直镜像’);


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垂直镜像结果

放大

放大代码

I=imread('D:\Backup\Documents\My Pictures\Saved Pictures\picture1.jpg'); 
figure;
imshow(I);
title('原图');
g=imresize(I,2);
figure;
imshow(g);
title('放大');

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放大结果

缩小

缩小代码

I=imread('D:\Backup\Documents\My Pictures\Saved Pictures\picture1.jpg'); 
figure;
imshow(I);
title('原图');
g=imresize(I,0.5);
figure;
imshow(g);
title('缩放');

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缩小结果

旋转

旋转代码

im = imread('D:\Backup\Documents\My Pictures\Saved Pictures\picture1.jpg'); % 读入图片
subplot(2,1,1);
imshow(im);
title('原图');
% 求出旋转矩阵
a = 30 / 180 * pi;
R = [cos(a), -sin(a); sin(a), cos(a)];
R = R'; % 求出旋转矩阵的逆矩阵进行逆向查找
% 计算原图大小
sz = size(im);
h = sz(1);
w = sz(2);
ch = sz(3);
c1 = [h; w] / 2;
% 计算显示完整图像需要的画布大小
hh = floor(w*sin(a)+h*cos(a))+1;
ww = floor(w*cos(a)+h*sin(a))+1;
c2 = [hh; ww] / 2; 
% 初始化目标画布
im2 = uint8(ones(hh, ww, 3)*128);
for k = 1:ch
    for i = 1:hh
       for j = 1:ww
          p = [i; j];
          pp = round(R*(p-c2)+c1);
          % 逆向进行像素查找
          if (pp(1) >= 1 && pp(1) <= h && pp(2) >= 1 && pp(2) <= w)
             im2(i, j, k) = im(pp(1), pp(2), k); 
          end
       end
    end
end
% 显示图像
subplot(2,1,2);
imshow(im2);
title('旋转');

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旋转结果

双线性旋转

旋转代码

im = imread('D:\Backup\Documents\My Pictures\Saved Pictures\picture1.jpg');
subplot(2,1,1);
imshow(im);
title('原图');
% 求出旋转矩阵
a = 30 / 180 * pi;
R = [cos(a), -sin(a); sin(a), cos(a)];
R = R'; % 求出旋转矩阵的逆矩阵进行逆向查找 
% 计算原图大小
sz = size(im);
h = sz(1);
w = sz(2);
ch = sz(3);
c1 = [h; w] / 2; 
% 计算显示完整图像需要的画布大小
hh = floor(w*sin(a)+h*cos(a))+1;
ww = floor(w*cos(a)+h*sin(a))+1;
c2 = [hh; ww] / 2; 
% 初始化目标画布
im2 = uint8(ones(hh, ww, 3)*128);
for k = 1:ch
    for i = 1:hh
       for j = 1:ww
          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) <= h-1 && pp(2) >= 2 && pp(2) <= w-1)
             im2(i, j, k) = (1-a)*(1-b)*im(m, n, k) + a*(1-b)*im(m+1, n, k)...
                          + (1-a)*b*im(m, n, k)     + a*b*im(m, n, k);
          end
       end
    end
end
% 显示图像
subplot(2,1,2);
imshow(im2);
title('线性旋转');

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旋转结果

有参考许多csdn文章。