自定义MATLAB图像旋转系统：基于齐次坐标变换与灰度插值实现

资 源 简 介

本项目实现了一个自定义MATLAB图像旋转函数imrotate_my，通过齐次坐标变换实现绕任意中心点的旋转功能。系统采用三步变换流程：平移旋转中心至原点，执行旋转变换，再平移回原位置，并支持三种灰度插值方法。

详 情 说 明

基于齐次坐标变换与灰度插值的自定义图像旋转系统

项目介绍

本项目实现了一个自定义图像旋转函数 imrotate_my，通过齐次坐标变换技术实现绕任意中心点旋转图像的功能。系统采用平移-旋转-平移的三步变换策略，配合双线性插值算法处理非整数坐标的像素值计算。针对旋转后图像边界处理，创新性地采用取模循环填充技术，使旋转后的边界过渡更加自然，能够完整呈现图像的周期性特征，与MATLAB内置imrotate函数的边界置零处理形成鲜明对比。

功能特性

• 任意中心点旋转：支持围绕用户指定的任意坐标点进行图像旋转
• 齐次坐标变换：通过矩阵级联实现精确的几何变换计算
• 双线性灰度插值：确保旋转后图像质量，减少锯齿效应
• 循环边界处理：采用取模操作实现图像内容的无缝循环填充
• 可视化对比：提供旋转效果对比图，直观展示边界处理差异
• 变换过程演示：可选生成坐标变换动画，清晰展示变换步骤

使用方法

基本调用格式

% 使用默认中心点（图像中心）旋转 rotated_img = imrotate_my(input_image, rotation_angle);

% 指定旋转中心点坐标 rotated_img = imrotate_my(input_image, rotation_angle, [xc, yc]);

参数说明

• input_image：输入灰度图像（二维矩阵，uint8或double类型，值域0-255）
• rotation_angle：旋转角度（标量数值，单位：度，支持正负角度）
• [xc, yc]：旋转中心点坐标（可选参数，默认为图像中心）

输出结果

1. 旋转图像：尺寸与输入图像一致的旋转后灰度图像
2. 边界对比图：可视化展示imrotate与imrotate_my的边界处理差异
3. 变换动画：可选生成的三步坐标变换过程演示

系统要求

• MATLAB R2016a或更高版本
• Image Processing Toolbox（用于对比实验）
• 支持标准图像格式的读写操作

文件说明

主程序文件整合了完整的图像旋转处理流程，包含坐标变换矩阵构建、像素映射关系计算、双线性插值实现以及边界循环处理等核心功能，同时负责生成边界效果对比可视化结果和坐标变换过程动画演示。