4.1.5　空间变换

对于灰色图像，可以使用R基础包的t()函数或者EBImage扩展包的transpose()函数进行转置。运行以下程序代码，得到转置后的灰色图像，如图4-14所示。

> img_t <- transpose(img) # 等价于 img_t <- t(img)
> plot(img_t)

对于彩色图像，我们不能使用t()函数，而是需要使用transpose()函数对其进行转置，它能通过交换空间维度来置换图像。运行以下程序代码，得到转置后的彩色图像，如图4-15所示。

> t(imgcol) # 报错
Error in t.default(imgcol) : argument is not a matrix
> imgcol_t <- transpose(imgcol)
> plot(imgcol_t)

除了转置，我们还有更多关于图像的空间变换，例如平移、旋转、反射和缩放。translate()函数通过指定的二维向量移动图像平面，裁剪图像区域外的像素，并将进入图像区域的像素设置为背景。参数v是由两个数字组成的向量，表示以像素为单位的平移向量。以下代码可将图像往右移动100像素，往上移动50像素，如图4-16所示。

> img_translate <- translate(img, c(100,50))
> imgcol_translate <- translate(imgcol,c(100,50))
> par(mfrow=c(1,2))
> plot(img_translate)
> plot(imgcol_translate)
> par(mfrow=c(1,1))

利用rotate()函数可以将图像顺时针旋转，参数angle表示需要旋转的角度。以下代码可将img图像顺时针旋转30度，如图4-17所示。

> img_rotate <- rotate(img,30)
> plot(img_rotate)

所有空间变换函数均有参数bg.col，用于设置图像背景色。比如我们可以通过以下代码将旋转后的图像背景色设置为白色，如图4-18所示。

> # 设置背景色为白色
> img_rotate_bg <- rotate(img,30,bg.col = 'white')
> plot(img_rotate_bg)

使用resize()函数可以对图像进行缩放，如果仅提供宽度或者高度之一，则将自动计算另一个尺寸并保持原始宽高比。以下代码会将img、imgcol图像的宽、高均设置为256，如图4-19所示。

> # 调整图像尺寸
> img_resize <- resize(img,w = 256,h = 256)
> imgcol_resize <- resize(imgcol,w = 256,h = 256)
> par(mfrow=c(1,2))
> plot(img_resize)
> plot(imgcol_resize)
> par(mfrow=c(1,1))

使用flip()和flop()函数可以分别围绕水平轴和垂直轴反射图像，运行以下代码，得到如图4-20所示图像。

> img_flip <- flip(img)
> img_flop <- flop(img)
> display(combine(img_flip, img_flop),
+         all=TRUE,method = 'raster')

使用affine()函数可以实现空间线性变换，其中像素坐标（用矩阵px表示）转换为cbind(px, 1)%*%m。例如，可以通过以下代码实现水平剪切映射，如图4-21所示。

> m <-  matrix(c(1, -.5, 128, 0, 1, 0), nrow=3, ncol=2)
> img_affine <- affine(img, m)
> display(img_affine)