imwarp

Aplicar la transformación geométrica a una imagen

Sintaxis

B = imwarp(A,tform)

B = imwarp(A,D)

[B,RB] = imwarp(A,RA,tform)

[___] = imwarp(___,interp)

[___] = imwarp(___,Name=Value)

Descripción

B = imwarp(A,tform) transforma la imagen numérica, lógica o categórica A según la transformación geométrica tform. La función devuelve la imagen transformada en B.

B = imwarp(A,D) transforma la imagen A según el campo de desplazamiento D.

[B,RB] = imwarp(A,RA,tform) transforma una imagen con referencia espacial especificada por los datos de la imagen A y su objeto de referencia espacial asociado RA. Las salidas son una imagen con referencia espacial especificada por los datos de la imagen B y su objeto de referencia espacial asociado RB.

[___] = imwarp(___,interp) especifica el tipo de interpolación que usar.

[___] = imwarp(___,Name=Value) especifica argumentos de nombre-valor para controlar los diversos aspectos de la transformación geométrica.

Sugerencia

Si la transformación de entrada tform no define una transformación hacia adelante, utilice el argumento nombre-valor OutputView para acelerar la transformación.

Ejemplos

Aplicar estiramiento horizontal a la imagen

Lea una imagen en escala de grises y muéstrela.

I = imread('cameraman.tif');
imshow(I)

Cree un elemento estructurante afín 2D.

A = [1 0.5 0; 0 1 0; 0 0 1];
tform = affinetform2d(A);

Aplique la transformación a la imagen.

J = imwarp(I,tform);
imshow(J)

Aplicar transformación de rotación a un conjunto de datos de RM 3D

Cargue y muestre una imagen volumétrica de RM 3D.

load("mri");
mriVolume = squeeze(D);
volshow(mriVolume);

Cree un objeto de transformación rígida 3D que rote la imagen alrededor del eje y.

theta = [0 22.5 0];
transl = [0 0 0];
tform = rigidtform3d(theta,transl);

Aplique la transformación a la imagen y muestre el resultado.

mriVolumeRotated = imwarp(mriVolume,tform);
volshow(mriVolumeRotated);

Deformar una imagen utilizando diferentes estilos de vista de salida

Lea y muestre una imagen. Para ver las extensiones espaciales de la imagen, haga visibles los ejes.

A = imread("kobi.png");
A = imresize(A,0.25);
iptsetpref("ImshowAxesVisible","on")
imshow(A)

Cree un elemento estructurante afín 2D. Este ejemplo crea una transformación aleatoria que consta de una escala por un factor en el intervalo [1,2, 2,4], una rotación por un ángulo en el intervalo [-45, 45] grados, y una traslación horizontal por una distancia en el intervalo de [100, 200] píxeles.

tform = randomAffine2d("Scale",[1.2,2.4],"XTranslation",[100 200],"Rotation",[-45,45]);

Cree tres vistas de salida diferentes para la imagen y la transformación.

centerOutput = affineOutputView(size(A),tform,"BoundsStyle","CenterOutput");
followOutput = affineOutputView(size(A),tform,"BoundsStyle","FollowOutput");
sameAsInput = affineOutputView(size(A),tform,"BoundsStyle","SameAsInput");

Aplique la transformación a la imagen de entrada utilizando cada uno de los diferentes estilos de vista de salida.

BCenterOutput = imwarp(A,tform,"OutputView",centerOutput);
BFollowOutput = imwarp(A,tform,"OutputView",followOutput);
BSameAsInput = imwarp(A,tform,"OutputView",sameAsInput);

Muestre las imágenes resultantes.

imshow(BCenterOutput)
title("CenterOutput Bounds Style");

imshow(BFollowOutput)
title("FollowOutput Bounds Style");

imshow(BSameAsInput)
title("SameAsInput Bounds Style");

iptsetpref("ImshowAxesVisible","off")

Argumentos de entrada

A — Imagen que se desea transformar

Arreglo numérico | Arreglo lógico | Arreglo categórico

Imagen que se desea transformar, especificada como arreglo numérico, lógico o categórico de cualquier dimensión.

Tipos de datos: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | logical | categorical

tform — Transformación geométrica

objeto de transformación geométrica

Transformación geométrica, especificada como un objeto de transformación geométrica que aparece en la tabla.

Objeto de transformación geométrica	Descripción
Transformaciones geométricas lineales 2D
transltform2d	Transformación de traslación
rigidtform2d	Transformación rígida: traslación y rotación
simtform2d	Transformación de similitud: traslación, rotación y escalado isotrópico
affinetform2d	Transformación afín: traslación, rotación, escalado anisotrópico, reflexión y cizallado
projtform2d	Transformación proyectiva
Transformaciones geométricas lineales 3D
transltform3d	Transformación de traslación
rigidtform3d	Transformación rígida: traslación y rotación
simtform3d	Transformación de similitud: traslación, rotación y escalado isotrópico
affinetform3d	Transformación afín: traslación, rotación, escalado anisotrópico, reflexión y cizallado
Transformaciones geométricas no lineales
geometricTransform2d	Transformación geométrica 2D
geometricTransform3d	Transformación geométrica 3D
PolynomialTransformation2D	Transformación polinómica
PiecewiseLinearTransformation2D	Transformación lineal a trozos
LocalWeightedMeanTransformation2D	Transformación local media ponderada

• Si tform es 2D y A tiene más de dos dimensiones, como en el caso de una imagen RGB, entonces imwarp aplica la misma transformación 2D a todos los planos 2D a lo largo de las dimensiones superiores.

• Si tform es 3D, entonces A debe ser una imagen de volumen 3D.

D — Campo de desplazamiento

Arreglo numérico

Campo de desplazamiento, especificado como arreglo numérico. El campo de desplazamiento define el tamaño de la cuadrícula y la ubicación de la imagen de salida. Los valores de desplazamiento están en unidades de píxeles. imwarp asume que D está referenciado al sistema de coordenadas intrínseco predeterminado. Para estimar el campo de desplazamiento, utilice imregdemons.

• Si A es una imagen 2D en escala de grises de tamaño m por n, especifique el campo de desplazamiento como un arreglo de m por n por 2. D(:,:,1) contiene los desplazamientos a lo largo del eje x. imwarp añade estos valores a las ubicaciones de las columnas y filas en D para producir ubicaciones reasignadas en A. Del mismo modo D(:,:,2) contiene los desplazamientos a lo largo del eje y.

• Si A es una imagen 2D RGB o multiespectral de tamaño m por n por c y se especifica D como un arreglo de m por n por 2, imwarp opera en cada canal de color 2D de forma independiente. D(:,:,1) contiene los desplazamientos a lo largo del eje x para todos los canales de color. Del mismo modo D(:,:,2) contiene los desplazamientos a lo largo del eje y.

• Si A es una imagen 3D en escala de grises de tamaño m por n por p, especifique el arreglo del campo de desplazamiento como un arreglo de m por n por p por 3. D(:,:,:,1) contiene los desplazamientos a lo largo del eje x. imwarp añade estos valores a las ubicaciones de columna, fila y profundidad en D para producir ubicaciones reasignadas en A. De la misma manera, D(:,:,:,2) y D(:,:,:,3) contienen los desplazamientos a lo largo de los ejes y y z.

Tipos de datos: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64

RA — Información de referencia espacial de la imagen a transformar

objeto imref2d | objeto imref3d

Información de referencia espacial de la imagen a transformar, especificada como un objeto imref2d para una transformación 2D o un objeto imref3d para una transformación 3D.

interp — Tipo de interpolación utilizada

"nearest" | "linear" | "cubic"

Tipo de interpolación utilizada, especificado como uno de estos valores.

Método de interpolación	Descripción
"nearest"	Interpolación del vecino más cercano. Al píxel de salida se le asigna el valor del píxel en el que cae el punto. No se tienen en cuenta otros píxeles. La interpolación del vecino más cercano es el único método compatible con las imágenes categóricas y es el método predeterminado para las imágenes de este tipo.
"linear"	Interpolación lineal. La interpolación lineal es el método de interpolación predeterminado para las imágenes numéricas y lógicas.
"cubic"	Interpolación cúbica

Tipos de datos: char | string

Argumentos de par nombre-valor

Especifique pares de argumentos opcionales como Name1=Value1,...,NameN=ValueN, donde Name es el nombre del argumento y Value es el valor correspondiente. Los argumentos de nombre-valor deben aparecer después de otros argumentos. Sin embargo, el orden de los pares no importa.

Ejemplo: B = imwarp(A,tform,FillValues=255) utiliza un valor de relleno de 255

En las versiones anteriores a la R2021a, utilice comas para separar cada nombre y valor, y encierre Name entre comillas.

Ejemplo: B = imwarp(A,tform,"FillValues",255) utiliza un valor de relleno de 255

OutputView — Tamaño y ubicación de la imagen de salida

objeto imref2d | objeto imref3d

Tamaño y ubicación de la imagen de salida en el sistema de coordenadas mundial, especificados como un objeto de referencia espacial imref2d o imref3d. El objeto tiene propiedades que definen el tamaño de la imagen de salida y la ubicación de la misma en el sistema de coordenadas mundial.

Puede crear una vista de salida utilizando la función affineOutputView. Para replicar la vista de salida predeterminada calculada por imwarp, utilice el estilo de límites predeterminado ("CenterOutput") de affineOutputView.

No se puede especificar OutputView cuando se especifica un campo de desplazamiento de entrada D.

FillValues — Valor de relleno

Escalar numérico | Arreglo numérico | escalar de cadena | vector de caracteres | missing

Valores de relleno utilizados para los píxeles de salida fuera de la imagen de entrada, especificados como uno de los valores de la tabla. imwarp utiliza valores de relleno para los píxeles de salida cuando la ubicación transformada inversa correspondiente en la imagen de entrada está completamente fuera de los límites de la imagen de entrada.

El valor de relleno predeterminado de las imágenes numéricas y lógicas es 0. El valor de relleno predeterminado de las imágenes categóricas es missing, que corresponde a la categoría <undefined>.

Tipo de imagen	Dimensionalidad de la transformación	Formato de los valores de relleno
Imagen 2D en escala de grises o lógica	2D	Escalar numérico
Imagen 2D en escala de grises o 2d multiespectral	2D	Escalar numérico Vector numérico de c elementos que especifica un valor de relleno para cada uno de los c canales. El número de canales, c, es 3 para las imágenes en color.
Serie de p imágenes 2D	2D	Escalar numérico Matriz numérica de c por p. El número de canales, c, es 1 para las imágenes en escala de grises y 3 para las imágenes en color.
Imagen N D	2D	Escalar numérico Matriz numérica cuyo tamaño coincide con las dimensiones 3 a N de la imagen de entrada A. Por ejemplo, si A es 200 por 200 por 10 por 3, entonces FillValues puede ser una matriz de 10 por 3.
Imagen 3D en escala de grises o lógica	3D	Escalar numérico
Imagen categórica	2D o 3D	Categoría válida de la imagen, especificada como escalar de cadena o vector de caracteres. missing, que corresponde a la categoría <undefined>. Para obtener más información, consulte missing.

Ejemplo: 255 rellena una imagen uint8 con píxeles blancos

Ejemplo: 1 rellena una imagen double con píxeles blancos

Ejemplo: [0 1 0] rellena una imagen en color double con píxeles verdes

Ejemplo: [0 1 0; 0 1 1]', para una serie de dos imágenes en color, double rellena la primera imagen con píxeles verdes y la segunda con píxeles cian

Ejemplo: "vehicle" rellena una imagen categórica con la categoría "vehículo"

SmoothEdges — Rellenado de la imagen para crear bordes suaves

false (predeterminado) | true

Rellenado de la imagen para crear bordes suaves, especificado como true o false. Cuando se establece en true, imwarp crea un borde más suave en la imagen de salida rellenando la imagen de entrada con los valores especificados por FillValues. Cuando se establece en false, imwarp no rellena la imagen. Si se elige false (no rellenar) la imagen de entrada puede dar lugar a un borde más nítido en la imagen de salida. Este borde más nítido puede ser útil para minimizar las distorsiones de la costura cuando se registran dos imágenes una al lado de la otra.

Argumentos de salida

B — Imagen transformada

Arreglo numérico | Arreglo lógico | Arreglo categórico

Imagen transformada, devuelta como arreglo numérico, lógico o categórico del mismo tipo de datos que la imagen de entrada A.

RB — Información de referencia espacial de la imagen transformada

objeto imref2d | objeto imref3d

Información de referencia espacial de la imagen transformada, devuelta como un objeto de referencia espacial imref2d o imref3d.

Sugerencias

• Si desea aplicar una transformación geométrica idéntica a un lote de imágenes del mismo tamaño, puede utilizar el objeto Warper y la función warp. En comparación con imwarp, el objeto Warper acelera significativamente la transformación para lotes de imágenes de tamaño pequeño a mediano, con rendimientos decrecientes para imágenes más grandes.

Algoritmos

imwarp determina el valor de los píxeles de la imagen de salida mediante la asignación de ubicaciones en la imagen de salida a las ubicaciones correspondientes en la imagen de entrada (una asignación inversa). Cuando el centro de un píxel de la imagen de salida no coincide con el centro de un píxel de la imagen de entrada, imwarp interpola dentro de la imagen de entrada para calcular el valor del píxel de salida.

La figura ilustra una transformación de traslación de una imagen de damero, en la que cada cuadrado tiene 10 por 10 píxeles. Por convención, los ejes en el espacio de entrada se etiquetan como u y v y los ejes en el espacio de salida como x e y. Mediante la transformación inversa, el píxel con coordenadas (x,y) (25,35) en el espacio de coordenadas de salida se asigna a las coordenadas(u,v) (5,5) en el espacio de coordenadas de entrada.

imwarp realiza la asignación utilizando coordenadas mundiales. Para obtener más información, consulte Sistemas de coordenadas de imagen.

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++

Genere código C y C++ mediante MATLAB® Coder™.

Notas y limitaciones de uso:

• imwarp es compatible con la generación de código C (requiere MATLAB^® Coder™). Tenga en cuenta que, si selecciona la plataforma objetivo genérica MATLAB Host Computer, imwarp genera código que utiliza una biblioteca compartida precompilada específica de la plataforma. El uso de una biblioteca compartida mantiene las optimizaciones de rendimiento, pero limita las plataformas objetivo para las que se puede generar código. Para obtener más información, consulte Types of Code Generation Support in Image Processing Toolbox.

• Las imágenes de entrada del tipo de datos categorical no son compatibles.

• La entrada del objeto de transformación geométrica, tform, debe representar una transformación geométrica lineal 2D o 3D.

• El método de interpolación y los nombres de los parámetros opcionales deben ser constantes en tiempo de compilación.

Generación de código de GPU

Genere código CUDA® para GPU NVIDIA® mediante GPU Coder™.

Notas y limitaciones de uso:

• Las imágenes de entrada de tipo de datos categóricos no son compatibles.

• La entrada del objeto de transformación geométrica tform debe representar una transformación geométrica 2D.

• El método de interpolación y los nombres de los parámetros opcionales deben ser constantes.

• La salida de información de referencia espacial, RB, no es compatible.

Entorno basado en subprocesos

Ejecute código en segundo plano con MATLAB® backgroundPool o acelere código con Parallel Computing Toolbox™ ThreadPool.

Esta función es totalmente compatible con los entornos basados en hilos. Para obtener más información, consulte Ejecutar funciones de MATLAB en entornos basados en subprocesos.

Arreglos GPU

Acelere código mediante la ejecución en una unidad de procesamiento gráfico (GPU) mediante Parallel Computing Toolbox™.

Notas y limitaciones de uso:

• Solo son compatibles los tipos de interpolación "nearest" y "linear".

• El argumento SmoothEdges debe ser false.

• Las transformaciones geométricas no lineales no son compatibles.

Para obtener más información, consulte Procesamiento de imágenes en una GPU.

Historial de versiones

Introducido en R2013a

R2024a: Generar código C para transformaciones lineales 3D

Ahora puede generar código C cuando tform sea una transformación geométrica lineal 3D.

R2022b: Compatibilidad de los nuevos objetos de transformación geométrica

A partir de la versión R2022b, la mayoría de funciones de Image Processing Toolbox™ crean y realizan transformaciones geométricas utilizando la convención de la premultiplicación. En consecuencia, ahora puede especificar tform como un objeto de transformación geométrica que utiliza una convención de premultiplicación, como un objeto affinetform2d.

A pesar de que aún puede especificar tform como un objeto de transformación geométrica que utiliza una convención de posmultiplicación, como un objeto affine2d, estos objetos no están recomendados. Puede simplificar sus flujos de transformación geométrica cambiando a los nuevos objetos de transformación geométrica de premultiplicación. Para obtener más información, consulte Migrate Geometric Transformations to Premultiply Convention.

R2021b: Compatibilidad con entornos basados en hilos

Ahora imwarp es compatible con los entornos basados en hilos.

R2021a: Compatibilidad mejorada con la aceleración por GPU

La función imwarp, que ya es compatible con la aceleración por GPU, ahora extiende su compatibilidad para incluir el uso de campos de desplazamiento.

Consulte también

Apps

• Registration Estimator

Funciones

• Warper | affineOutputView | imregister | imregtform | imregdemons | imtranslate | randomWindow2d | centerCropWindow2d

Temas

• Warp Blocked Image at Coarse and Fine Resolution Levels
• Visión general del proceso de transformación geométrica 2D y 3D