% Лабораторна робота № 6
% ПРОСТОРОВІ ПЕРЕТВОРЕНЯ ЗОБРАЖЕНЬ

% Початкове зображення
Im1=rgb2gray(imread('apple.bmp'));

% - - - Лінійні конформні та афінні перетворення - - -
% Задання параметрів перетворення
scale=2.0; % коефіцієнт масштабування
angle=25*pi/180; % кут повороту
tx=0; % зсув по x
ty=0; % зсув по y
% Матриця перетворення
sc=scale*cos(angle);
ss=scale*sin(angle);
T=[ sc -ss
    ss  sc
    tx  ty];
% maketform Create spatial transformation structure (TFORM)
% maketform is not recommended. Use AFFINE2D, PROJECTIVE2D, AFFINE3D, or
% FITGEOTRANS instead.
t_lc=maketform('affine', T);
% Обчислення перетворення
I_linearconformal=imtransform(Im1, t_lc, 'bilinear');
% Виведення результатів
figure; subplot(2,3,1);
imshow(Im1);
title('Source image');
subplot(2,3,2);
imshow(I_linearconformal);
title('Image linear conformal');
imwrite(I_linearconformal,'apple1.bmp');
size(Im1)
size(I_linearconformal)

% - - - Проекційні перетворення - - -
% Матриця перетворення
T=[1 0 0.008
   1 1 0.01;
   0 0 1];
t_proj=maketform('projective', T);
% Обчислення перетворення
I_projective=imtransform(Im1, t_proj, 'bilinear');
% Виведення результатів
subplot(2,3,3);
imshow(I_projective);
title('Image projective');

% - - - Поліноміальні перетворення - - -
% reshape Reshape array.
% reshape(X,M,N) or reshape(X,[M,N]) returns the M-by-N matrix 
% whose elements are taken columnwise from X
% повертає матрицю розміром M-by-N елементи якої взяті стовпчиками з X
xymov=reshape(randn(12, 1), 6, 2);
xyfixed=reshape(randn(12, 1), 6, 2);
% cp2tform Infer spatial transformation from control point pairs.
% TFORM = cp2tform(MOVINGPOINTS,FIXEDPOINTS,TRANSFORMTYPE)
% Формує просторове перетворення з пар контрольних точок.
% cp2tform is not recommended. Use FITGEOTRANS instead.
% MOVINGPOINTS is an M-by-2 double matrix containing the X and Y coordinates 
% of control points in the moving image you want to transform.
% координати контрольних точок у рухомому зображенні, яке потрібно трансформувати
% FIXEDPOINTS is an M-by-2 double matrix containing the X and Y coordinates 
% of control points in the fixed image.
% TRANSFORMTYPE can be 'nonreflective', 'similarity', 'affine', 'projective', 'polynomial',
% 'piecewise linear' or 'lwm'.
% Більше інформації
% https://wiki.gis-lab.info/w/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F_-_%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0
% https://gis-lab.info/qa/polynom.html

t_poly=cp2tform(xymov, xyfixed, 'polynomial', 2);
% Дванадцять елементів T
T= [0     0
    1     0
    0     1
    0.001 0
    0.02  0
    0.01  0];
t_poly.tdata=T;
I_polynomial=imtransform(Im1, t_poly, 'bilinear');
subplot(2,3,4);
imshow(I_polynomial);
title('Image polynomial');

% - - - Кусково-лінійні перетворення - - -
imid=round(size(Im1, 2)/2);
I_left=Im1(:, 1:imid);
stretch=1.5; % Коефіціент розтягнення
size_right=[size(Im1, 1) round(stretch*imid)];
I_right=Im1(:, imid+1:end);
% Розтягнення частини зображення
I_right_stretched=imresize(I_right, size_right);
% Формування вихідного зображення з двох частин
I_piecewiselinear=[I_left I_right_stretched];
subplot(2,3,5);
imshow(I_piecewiselinear);
title('Image piecewise linear');

% - - - Синусоїдальні перетворення - - -
% Більше інформації
% https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%A5%D0%B0%D1%84%D0%B0
% Перетворення Хафа
[nrows, ncols]=size(Im1);
[xi, yi]=meshgrid(1:ncols, 1:nrows);
a1=5; % амплітуда синусоїди
a2=3;
u=xi+a1*sin(pi*xi/imid);
v=yi-a2*sin(pi*yi/imid);
tmap_B=cat(3, u, v);
resamp=makeresampler('linear', 'fill');
I_sinusoid=tformarray(Im1, [], resamp, [2 1], [1 2], [], tmap_B, .3);
subplot(2,3,6);
imshow(I_sinusoid);
title('Image sinusoid');