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imtransform

将二维空间变换应用于图像

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不建议使用 imtransform。请改用 imwarp。

语法

B = imtransform(A,tform)
B = imtransform(A,tform,interp)
B = imtransform(___,Name,Value)
[B,xdata,ydata] = imtransform(___)

说明

示例

B = imtransform(A,tform) 根据 tform 定义的二维空间变换来变换图像 A，并返回变换后的图像 B。

如果 A 是彩色图像，则 imtransform 会对每个颜色通道应用相同的二维变换。类似地，如果 A 是三维体或具有三个或更多维度的图像序列，则 imtransform 将相同的二维变换应用于沿更高维度的所有二维平面。对于任意维度的数组变换，请使用 tformarray。

B = imtransform(A,tform,interp) 指定要使用的插值形式。

B = imtransform(___,Name,Value) 使用名称-值对组来控制空间变换的各个方面。

示例

[B,xdata,ydata] = imtransform(___) 还返回输出图像 B 在输出 X-Y 空间中的范围。默认情况下，imtransform 会自动计算 xdata 和 ydata，使得 B 包含整个变换后的图像 A。但是，您可以通过为 XData 和 YData 名称-值对组输入参数指定值来覆盖此自动计算。

示例

简单变换

对灰度图像应用水平剪切。

I = imread('cameraman.tif');
tform = maketform('affine',[1 0 0; .5 1 0; 0 0 1]);
J = imtransform(I,tform);
imshow(J)

投影变换

用投影变换将正方形映射到一个不规则四边形。设置输入坐标系，将输入图像填充到顶点为 (0 0)、(1 0)、(1 1)、(0 1) 的单位正方形。

I = imread('cameraman.tif');
udata = [0 1];  vdata = [0 1];

变换为具有顶点 (-4 2)、(-8 3)、(-35)、(6 3) 的四边形。

tform = maketform('projective',[ 0 0;  1  0;  1  1; 0 1],...
                               [-4 2; -8 -3; -3 -5; 6 3]);

用灰色填充并使用双三次插值。使输出大小与输入大小相同。

[B,xdata,ydata] = imtransform(I,tform,'bicubic', ...
                              'udata',udata,...
                              'vdata',vdata,...
                              'size',size(I),...
                              'fill',128);
subplot(1,2,1); imshow(I,'XData',udata,'YData',vdata)
subplot(1,2,2); imshow(B,'XData',xdata,'YData',ydata)

图像配准

将航拍照片读入 MATLAB® 工作区并查看它。

unregistered = imread('westconcordaerial.png');
figure
imshow(unregistered)

将正射影像读入 MATLAB 工作区并查看它。

figure
imshow('westconcordorthophoto.png')

加载先前选取的控制点。

load westconcordpoints

使用这些点创建投影变换的变换结构体。

t_concord = cp2tform(movingPoints,fixedPoints,'projective');

获取正射影像的宽度和高度，执行变换，并查看结果。

info = imfinfo('westconcordorthophoto.png');

registered = imtransform(unregistered,t_concord,...
    'XData',[1 info.Width],'YData',[1 info.Height]);
figure
imshow(registered)

输入参数

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要变换的图像，指定为任意维度的数值或逻辑数组。

数据类型： single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | logical

变换结构体，指定为结构体，如 maketform 或 cp2tform 返回的结构体。变换的第一个维度是水平或 x 坐标，第二个维度是垂直或 y 坐标。该约定与 MATLAB 中的数组下标约定相反。

插值方法，指定为下列值之一。

插值方法说明
'bilinear'线性插值
'nearest'最近邻插值 - 赋给输出像素的值就是输入点所在像素的值。不考虑其他像素。
'bicubic'三次插值
resampler 结构体makeresampler 返回的 resampler 结构体。此选项允许对 imtransform 如何执行重采样进行更多控制。

数据类型： char

名称-值对组参数

指定可选的、以逗号分隔的 Name,Value 对组参数。Name 为参数名称，Value 为对应的值。Name 必须放在引号中。您可采用任意顺序指定多个名称-值对组参数，如 Name1,Value1,...,NameN,ValueN。

示例： B = imtransform(A,T,'FillValues',128)

输入图像 A 在 U-V 输入空间中的空间范围，指定为二元素数值向量。UData 和 VData 的值表示在世界坐标系中的坐标。UData 的两个元素分别给出 A 的第一列和最后一列的 u 坐标（水平）。VData 的两个元素给出 A 的第一行和最后一行的 v 坐标（垂直）。

默认情况下，A 在 U-V 空间中的空间范围与在内部坐标中的图像范围相同。换句话说，UData 的默认值为 [1 size(A,2)]，VData 的默认值为 [1 size(A,1)]。

变换后的图像 B 在 X-Y 输入空间中的空间范围，指定为二元素数值向量。XData 和 YData 的值表示在世界坐标系中的坐标。XData 的两个元素分别给出 B 的第一列和最后一列的 x 坐标（水平）。YData 的两个元素给出 B 的第一行和最后一行的 y 坐标（垂直）。

如果您没有指定 XData 和 YData，则 imtransform 会估计包含整个变换后输出图像的值。为了确定这些值，imtransform 使用 findbounds 函数。

X-Y 输出空间中像素的大小，指定为数值标量或二元素数值向量。如果 XYScale 是标量，则输出像素为正方形，XYScale 指定边长。否则，XYScale 的两个元素分别指定 X-Y 空间中每个输出像素的宽度和高度。

XYScale 的默认值取决于您是否指定 Size：

  • 如果您指定 Size，则 imtransform 根据 Size、XData 和 YData 计算 XYScale。

  • 如果您没有指定 Size，则 imtransform 使用 XYScale 的输入像素的比例，除非会导致输出图像过大。

注意

如果沿用输入图像的比例会导致输出图像过大，imtransform 函数会自动增加 XYScale 的值。要确保输出像素比例与输入像素比例相匹配，请指定 XYScale 参数。例如，使用下列语法调用 imtransform：

B = imtransform(A,T,'XYScale',1)

变换后的图像 B 的大小，指定为由正整数组成的二元素向量。Size 的两个元素分别指定输出图像 B 的行数和列数。对于更高的维度，imtransform 直接取输入图像 A 的大小作为 B 的大小。因此，k > 2 时，size(B,k) 等于 size(A,k)。

如果您没有指定 Size，则 imtransform 基于 XData、YData 和 XYScale 获取该值。

用于输入图像边界之外输出像素的填充值，指定为逗号分隔的对组，其中包含 'FillValues' 和一个数值标量或数值数组。如果输出像素对应的位置经逆变换后完全处于输入图像边界之外，则将对该输出像素使用填充值。

  • 如果输入图像 A 为二维，则 FillValues 必须为标量。

  • 如果 A 为三维或 N 维，则 FillValues 可以是数组，其大小满足以下约束：size(FillValues,k) 必须等于 size(A,k+2) 或 1。

    例如，如果 A 是 200×200×3 uint8 RGB 图像，则 'FillValues' 可以取以下值。

    值填充
    0用黑色填充
    [0;0;0]用黑色填充
    255用白色填充
    [255;255;255]用白色填充
    [0;0;255]用蓝色填充
    [255;255;0]用黄色填充

    对于第二个示例，如果 A 为四维且大小为 200×200×3×10，则您可以将 'FillValues' 指定为标量、1×10 向量、3×1 向量或 3×10 矩阵。

输出参数

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变换后的图像，以与输入图像 A 具有相同维度的数值或逻辑数组形式返回。

变换后的图像 B 在 X-Y 输出空间中的水平范围，以二元素数值向量形式返回。xdata 的两个元素分别给出 B 的第一列和最后一列在世界坐标系中的 x 坐标（水平）。

注意

如果指定了此项，则 xdata 的第一个元素始终等于 XData 参数的第一个元素。但是，xdata 的第二个元素有时并不恰好等于 XData 的第二个元素。值之所以不同，可能是因为需要整数行和整数列，也可能是因为您为 XData、YData、XYScale 和 Size 指定的值不完全一致。

变换后的图像 B 在 X-Y 输出空间中的垂直范围，以二元素数值向量形式返回。ydata 的两个元素分别给出 B 的第一行和最后一行在世界坐标系中的 y 坐标（垂直）。

注意

如果指定了此项，则 ydata 的第一个元素始终等于 YData 参数的第一个元素。但是，ydata 的第二个元素有时并不恰好等于 YData 的第二个元素。值之所以不同，可能是因为需要整数行和整数列，也可能是因为您为 XData、YData、XYScale 和 Size 指定的值不完全一致。

提示

  • 图像配准。imtransform 函数会自动平移输出图像的原点，以尽可能多地显示变换后的图像。如果您使用 imtransform 进行图像配准，语法 B = imtransform(A,tform) 可能会产生意外的结果。要控制输出图像的空间位置，请显式设置 XData 和 YData。

  • 纯平移。使用纯平移变换调用 imtransform 函数会产生与输入图像完全相同的输出图像，除非您在对 imtransform 的调用中指定 XData 和 YData 值。例如，如果您希望输出与输入大小相同，同时又显示它相对于输入图像发生了平移，请使用下列语法调用 imtransform：

    B = imtransform(A,T,'XData',[1 size(A,2)],...
   'YData',[1 size(A,1)])

    有关此主题的详细信息，请参阅Perform Simple 2-D Translation Transformation。

  • 变换速度。如果您没有使用 XData 和 YData 指定 B 的输出空间位置，则 imtransform 会使用函数 findbounds 自动估计位置。您可以使用 findbounds 作为一些常用变换（如仿射或投影）的快速前向映射选项。对于没有正向映射的变换，如 fitgeotrans 计算的多项式变换，findbounds 可能需要更长的时间。如果您可以直接为这些变换指定 XData 和 YData，则 imtransform 的运行速度可能会明显加快。

  • 裁剪。使用 findbounds 对 XData 和 YData 进行自动估计时有可能裁剪输出图像。为避免裁剪，请直接设置 XData 和 YData。

  • 任意维度变换。使用 imtransform 时，对 tform 使用二维变换。有关任意维度数组变换，请参阅 tformarray。

另请参阅

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