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天道酬勤 玩物丧志

用勇气去改变可以改变的事情,用胸怀去包容无法改变的事情,用智慧去判断两者的区别

 
 
 

日志

 
 

matlab图像处理工具箱  

2011-04-20 17:47:18|  分类: Matlab |  标签: |举报 |字号 订阅

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1. 图像和图像数据

   缺省情况下,MATLAB将图像中的数据存储为双精度类型(double),64位浮点

数,所需存储量很大;MATLAB还支持另一种类型无符号整型(uint8),即图像矩

阵中每个数据占用1个字节。

   在使用MATLAB工具箱时,一定要注意函数所要求的参数类型。另外,uint8

与double两种类型数据的值域不同,编程需注意值域转换。

          从uint8到double的转换

   ---------------------------------------------

       图像类型        MATLAB语句

   ---------------------------------------------

     索引色             B=double(A)+1

     索引色或真彩色 B=double(A)/255

     二值图像          B=double(A)

   ---------------------------------------------

         从double到uint8的转换

   ---------------------------------------------

       图像类型        MATLAB语句

   ---------------------------------------------

    索引色               B=uint8(round(A-1))

    索引色或真彩色    B=uint8(round(A*255))

    二值图像            B=logical(uint8(round(A)))

   ---------------------------------------------

 

2. 图像处理工具箱所支持的图像类型

2.1 真彩色图像

    R、G、B三个分量表示一个像素的颜色。如果要读取图像中(100,50)处的像素值,

可查看三元数据(100,50,1:3)。

    真彩色图像可用双精度存储,亮度值范围是[0,1];比较符合习惯的存储方法是用无

符号整型存储,亮度值范围[0,255]

  

2.2 索引色图像

   包含两个结构,一个是调色板,另一个是图像数据矩阵。调色板是一个有3列和若干行

的色彩映象矩阵,矩阵每行代表一种颜色,3列分别代表红、绿、蓝色强度的双精度数。

  

   注意:MATLAB中调色板色彩强度[0,1],0代表最暗,1代表最亮。

          常用颜色的RGB值

   --------------------------------------------

    颜色          颜色      B

   --------------------------------------------

     黑           洋红      1

     白           青蓝      1

     红           天蓝 0.67 0   1

     绿           橘黄    1 0.5 0

     蓝           深红   0.5 0   0

     黄            灰    0.5 0.5 0.5      

   --------------------------------------------

         产生标准调色板的函数

   -------------------------------------------------

    函数名       调色板

   -------------------------------------------------

     Hsv       色彩饱和度,以红色开始,并以红色结束

     Hot       黑色-红色-黄色-白色

     Cool      青蓝和洋红的色度

     Pink      粉红的色度

     Gray      线型灰度

     Bone      带蓝色的灰度

     Jet        Hsv的一种变形,以蓝色开始,以蓝色结束

     Copper    线型铜色度

     Prim       三棱镜,交替为红、橘黄、黄、绿和天蓝

     Flag       交替为红、白、蓝和黑

--------------------------------------------------

   缺省情况下,调用上述函数灰产生一个64×3的调色板,用户也可指定调色板大小。

  

   索引色图像数据也有double和uint8两种类型。

   当图像数据为double类型时,值1代表调色板中的第1行,值2代表第2行……

   如果图像数据为uint8类型,0代表调色板的第一行,,值1代表第2行……

2.3 灰度图像

   存储灰度图像只需要一个数据矩阵。

   数据类型可以是double,[0,1];也可以是uint8,[0,255]

2.4 二值图像

   二值图像只需一个数据矩阵,每个像素只有两个灰度值,可以采用uint8或double类型存储。

   MATLAB工具箱中以二值图像作为返回结果的函数都使用uint8类型。

2.5 图像序列

   MATLAB工具箱支持将多帧图像连接成图像序列。

   图像序列是一个4维数组,图像帧的序号在图像的长、宽、颜色深度之后构成第4维。

   分散的图像也可以合并成图像序列,前提是各图像尺寸必须相同,若是索引色图像,

调色板也必须相同。

   可参考cat()函数    A=cat(4,A1,A2,A3,A4,A5)

 

3. MATLAB图像类型转换

         图像类型转换函数

   ---------------------------------------------------------------------------

     函数名                      函数功能

   ---------------------------------------------------------------------------

     dither       图像抖动,将灰度图变成二值图,或将真彩色图像抖动成索引色图像

    gray2ind    将灰度图像转换成索引图像

    grayslice    通过设定阈值将灰度图像转换成索引色图像

     im2bw      通过设定亮度阈值将真彩色、索引色、灰度图转换成二值图

    ind2gray    将索引色图像转换成灰度图像

    ind2rgb      将索引色图像转换成真彩色图像

    mat2gray   将一个数据矩阵转换成一副灰度图

    rgb2gray    将一副真彩色图像转换成灰度图像

    rgb2ind      将真彩色图像转换成索引色图像

   ----------------------------------------------------------------------------

 

4. 图像文件的读写和查询

4.1 图形图像文件的读取

   利用函数imread()可完成图形图像文件的读取,语法:

     A=imread(filename,fmt)

     [X,map]=imread(filename,fmt)

     [...]=imread(filename)

     [...]=imread(filename,idx) (只对TIF格式的文件)

     [...]=imread(filename,ref) (只对HDF格式的文件)

   通常,读取的大多数图像均为8bit,当这些图像加载到内存中时,Matlab就将其存放在类uint8中。此为Matlab还支持16bit的PNG和TIF图像,当读取这类文件时,Matlab就将其存贮在uint16中。

   注意:对于索引图像,即使图像阵列的本身为类uint8或类uint16,imread函数仍将颜色映象表读取并存贮到一个双精度的浮点类型的阵列中。

4.2 图形图像文件的写入

   使用imwrite函数,语法如下:

   imwrite(A,filename,fmt)

   imwrite(X,map,filename,fmt)

   imwrite(...,filename)

   imwrite(...,parameter,value)

   当利用imwrite函数保存图像时,Matlab缺省的方式是将其简化道uint8的数据格式。

4.3 图形图像文件信息的查询   imfinfo()函数

 

5. 图像文件的显示

5.1 索引图像及其显示

   方法一:

          image(X)

          colormap(map)

   方法二:

          imshow(X,map)

 

5.2 灰度图像及其显示

   Matlab 7.0 中,要显示一副灰度图像,可以调用函数 imshow 或 imagesc (即imagescale,图像缩放函数)

   (1) imshow 函数显示灰度图像

    使用 imshow(I)    或使用明确指定的灰度级书目:imshow(I,32)

  由于Matlab自动对灰度图像进行标度以适合调色板的范围,因而可以使用自定义大小的调色板。其调用格式如下:

     imshow(I,[low,high])    其中,low 和 high 分别为数据数组的最小值和最大值。

   (2) imagesc 函数显示灰度图像

   下面的代码是具有两个输入参数的 imagesc 函数显示一副灰度图像

       imagesc(1,[0,1]);

       colormap(gray);

    imagesc 函数中的第二个参数确定灰度范围。灰度范围中的第一个值(通常是0),对应于颜色映象表中的第一个值(颜色),第二个值(通常是1)则对应与颜色映象表中的最后一个值(颜色)。灰度范围中间的值则线型对应与颜色映象表中剩余的值(颜色)。

    在调用 imagesc 函数时,若只使用一个参数,可以用任意灰度范围显示图像。在该调用方式下,数据矩阵中的最小值对应于颜色映象表中的第一个颜色值,数据矩阵中的最大值对应于颜色映象表中的最后一个颜色值。

 

5.3 RGB 图像及其显示

 (1) image(RGB)

不管RGB图像的类型是double浮点型,还是 uint8 或 uint16 无符号整数型,Matlab都能通过 image 函数将其正确显示出来。

   RGB8 = uint8(round(RGB64×255)); % 将 double 浮点型转换为 uint8 无符号整型

   RGB64 = double(RGB8)/255;            % 将 uint8 无符号整型转换为 double 浮点型

   RGB16 = uint16(round(RGB64×65535)); % 将 double 浮点型转换为 uint16 无符号整型

   RGB64 = double(RGB16)/65535;      % 将 uint16 无符号整型转换为 double 浮点型

   (2) imshow(RGB) 参数是一个 m×n×3 的数组

 

5.4 二进制图像及其显示

   (1) imshow(BW)

   在 Matlab 7.0 中,二进制图像是一个逻辑类,仅包括 0 和 1 两个数值。像素 0 显示为黑色,像素 1 显示为白色。

   显示时,也可通过NOT(~)命令,对二进制图象进行取反,使数值 0 显示为白色;1 显示为黑色。

   例如: imshow(~BW)

   (2) 此外,还可以使用一个调色板显示一副二进制图像。如果图形是 uint8 数据类型,则数值 0 显示为调色板的第一个颜色,数值 1 显示为第二个颜色。

   例如: imshow(BW,[1 0 0;0 0 1])  

 

5.5 直接从磁盘显示图像

   可使用一下命令直接进行图像文件的显示:

        imshow filename

   其中,filename 为要显示的图像文件的文件名。

   如果图像是多帧的,那么 imshow 将仅显示第一帧。但需注意,在使用这种方式时,图像数据没有保存在Matlab 7.0 工作平台。如果希望将将图像装入工作台中,需使用 getimage 函数,从当前的句柄图形图像对象中获取图像数据,命令形式为:

 rgb = getimage;

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b9b714a0100cs43.html

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