FPGA实现图像几何变换：旋转

　　旋转一般是指将图像围绕某一指定点旋转一定的角度。旋转通常也会改变图像的大小，和图像平移的处理一样，可以把转出显示区域的图像截去，也可以改变输出图像的大小以扩展显示范围。

　　本篇博客实现的旋转算法改编自上一篇博客的镜像，因此不说那么多理论，直接记录重点。

一、MATLAB实现

1、函数法

%--------------------------------------------------------------------------
%                       函数法旋转
%--------------------------------------------------------------------------
clc;
clear all;
RGB = imread('monkey.jpg'); %读取图像

L_rotate  = imrotate(RGB,90,'crop');
R_rotate  = imrotate(RGB,-90,'crop');
rotate    = imrotate(RGB,180,'crop');

subplot(2,2,1),imshow(RGB);      title('原图');
subplot(2,2,2),imshow(L_rotate); title('水平镜像');
subplot(2,2,3),imshow(R_rotate); title('垂直镜像');
subplot(2,2,4),imshow(rotate);title('水平垂直镜像');

运行结果：

2、公式法

%--------------------------------------------------------------------------
%                       公式法旋转
%--------------------------------------------------------------------------
clc;
clear all;
RGB = imread('monkey.jpg'); %读取图像
 
[ROW,COL,N] = size(RGB);

L_rotate  = uint8(zeros(ROW, COL,N)); %Left  rotate
R_rotate  = uint8(zeros(ROW, COL,N)); %Right rotate
rotate    = uint8(zeros(ROW, COL,N)); %180° rotate

%左转90度
for i =1:ROW
    for j=1:COL
        for k=1:N
            x = COL-j+1;
            y = i;
            z = k;
            L_rotate(x,y,z) =RGB(i,j,k);
        end
    end
end

%右转90度
for i =1:ROW
    for j=1:COL
        for k=1:N
            x = j;
            y = ROW-i+1;
            z = k;
            R_rotate(x,y,z) =RGB(i,j,k);
        end
    end
end

%旋转180度
for i =1:ROW
    for j=1:COL
        for k=1:N
            x = ROW-i+1;
            y = COL-j+1;
            z = k;
            rotate(x,y,z) =RGB(i,j,k);
        end
    end
end

subplot(2,2,1),imshow(RGB);      title('原图');
subplot(2,2,2),imshow(L_rotate); title('左转90度');
subplot(2,2,3),imshow(R_rotate); title('右转90度');
subplot(2,2,4),imshow(rotate);   title('旋转180度');

运行结果：

　　两种方法得到的结果一致，表明公式正确。

二、FPGA实现

　　本次实验基于镜像改编而来，其他模块一致，仅旋转算法部分不同。

always @(*) begin
    case(mode)
        2'b00   : begin                                     //原图
                    rotate_x = cnt_col;
                    rotate_y = cnt_row;
                  end
        2'b01   : begin                                     //右转90度
                    rotate_x = cnt_row;
                    rotate_y = (COL-1) - cnt_col;
                  end
        2'b10   : begin                                     //旋转180度
                    rotate_x = (COL-1) - cnt_col;
                    rotate_y = (ROW-1) - cnt_row;
                  end
        2'b11   : begin                                     //左转90度（右转270度）
                    rotate_x = (ROW-1) - cnt_row;
                    rotate_y = cnt_col;
                  end
        default : begin
                    rotate_x = cnt_col;
                    rotate_y = cnt_row;
                  end
    endcase
end