chapt04-Matlab圖像處理基礎課件

1、Digital Image ProcessingMatlab圖像處理基礎趙穎 中南大學安裝圖像處理包確保安裝Matlab時安裝了圖像處理包安裝圖像處理包The MATLAB Image Processing ToolboxThe Image Processing Toolbox is a collection of MATLAB functions that extend the capability of the MATLAB environment for the solution of digital image processing problems.Including: -Spati

2、al image transformations 空間變換 -Morphological operations 形態(tài)學處理 -Neighborhood and block operations 鄰域處理 -Linear filtering and filter design 濾波 -Image analysis and enhancement 圖像分析與增強 -Deblurring 銳化 -Region of interest operations 區(qū)域檢測 -.數(shù)據(jù)類型名稱 描述double雙精度浮點數(shù)，范圍為-10exp(308) 10exp(308)，8字節(jié)uint8無符號8比特整數(shù)，1

3、字節(jié)uint16無符號16比特整數(shù)，2字節(jié)uint32無符號32比特整數(shù)，4字節(jié)int8有符號8比特整數(shù)，1字節(jié)int16有符號16比特整數(shù)，2字節(jié)int32有符號32比特整數(shù)，4字節(jié)single單精度浮點數(shù)，范圍為-10exp(38) 10exp(38) ，4字節(jié)char字符logical值為0或1讀取圖像imreadRead image from graphics fileA = imread(filename) A = imread(filename) reads a grayscale or color image from the file specified by the stri

4、ng filename. If the file is not in the current directory, or in a directory on the MATLAB path, specify the full pathname. The return value A is an array containing the image data. If the file contains a grayscale image, A is an M-by-N array. If the file contains a truecolor image, A is an M-by-N-by

5、-3 array. For TIFF files containing color images that use the CMYK color space, A is an M-by-N-by-4 array. The class of A depends on the bits-per-sample of the image data, rounded to the next byte boundary. For example, imread returns 24-bit color data as an array of uint8 data because the sample si

6、ze for each color component is 8 bits. 讀取圖像舉例imread(d:24位9像素RGB圖片全紅.JPG)讀取圖像舉例imread(d:64位全品紅9像素CMYK圖片.tif)每個基準色16bit圖像信息Image size: size() 顯示一幅圖像的行數(shù)和列數(shù)ex:f= imread( 8位9像素灰度圖片.BMP);size(f)M,N = size(f) M=影像I的高 N=影像I的寬圖像信息whos功用:display information about an image .ex:f= imread( 8位9像素灰度圖片.BMP);whos f圖

7、像信息whos:display information about an image .ex:f= imread(24位9像素RGB全紅圖片.BMP)whos f圖像信息Imfinfo：display information about image file .ex:imfinfo(64位全品紅9像素CMYK圖片.tif)顯示圖像Imshow：Display imageimshow(f): displays the grayscale image fimshow(filename)：imshow(filename) displays the image stored in the graphi

8、cs file filename. The file must contain an image that can be read by imread. 顯示圖像 colorbarTo display an image with a colorbar that indicates the range of intensity values.用法： imshow(I), colorbarex:I = imread(pout.tif);imshow(I) , colorbar顯示圖像figureCreate figure graphics object，顯示多個圖像，每個圖像一個圖像顯示窗口fig

9、ureimshow(moon.tif)figureimshow(saturn.png)顯示圖像“;”分號在一個命令的末尾，可以阻止一次命令行的顯示過程。另外用分號可以把兩個命令行一起處理。請比較a=imread(moon.tif);imshow(a)a=imread(moon.tif);imshow(a)figureimshow(moon.tif)figure;imshow(moon.tif)顯示圖像Subplot:Create axes in tiled positions創(chuàng)建一個可以顯示多個圖像的區(qū)域subplot(m,n,p)：創(chuàng)建一個m*n的區(qū)域，每個區(qū)域都可以顯示一個圖像，當前顯示第

10、p個圖像, i=imread(1.tif);j=imread(2.tif);subplot(1,2,1)imshow(i)subplot(1,2,2)imshow(j)顯示圖像Subplot:Create axes in tiled positionssubplot(m,n,p,replace) If the specified axes object already exists, delete it and create a new axes. i=imread(1.tif);j=imread(2.tif);subplot(1,2,1)imshow(i)subplot(1,2,2)imsh

11、ow(j)K=imread(3.tif);Subplot(1,2,2,replace)Imshow(k)保存圖像imwrite ( f, filename.xxx) 保存圖像f = imread ( saturn.tif);imshow (f); imwrite (f, s2.jpg)也可以顯示在figure中后，選擇figure中的菜單來保存圖像類型真彩色圖像R、G、B三個分量表示一個像素的顏色。如果要讀取圖像中(100,50)處的像素值，可查看三元數(shù)據(jù)(100,50,1:3)。真彩色圖像可用雙精度存儲，亮度值范圍是0,1；比較符合習慣的存儲方法是用無符號整型存儲，亮度值范圍0,255圖像類

12、型索引色圖像包含兩個結(jié)構(gòu)，一個是調(diào)色板(map)，另一個是圖像數(shù)據(jù)矩陣。調(diào)色板是一個有3列和若干行的色彩映象矩陣，每行代表一種顏色，3列分別代表紅、綠、藍色強度的雙精度數(shù)注意：MATLAB中調(diào)色板色彩強度0,1，0代表最暗，1代表最亮。索引色圖像數(shù)據(jù)也有double和uint8兩種類型，每個像素的顏色由對應的圖像數(shù)據(jù)矩陣x的值座位指向map的指針決定當圖像數(shù)據(jù)為double類型時，小于等于1的值代表調(diào)色板中的第1行，值2代表第2行如果圖像數(shù)據(jù)為uint8類型，0代表調(diào)色板的第一行，值1代表第2行圖像類型索引色圖像x,map=imread(trees.tif); 讀取圖像數(shù)據(jù)矩陣到x，圖像映射到

13、mapimshow(x) 顯示圖像x（沒有顏色映射）colormap(pink) 給顯示的圖像x加上某種其他映射規(guī)則圖像類型判斷圖像類型Isbw：是否為二值圖像Isgray：是否為灰度圖像Isind：是否為索引圖像Isrgb：是否為rbg圖像圖像類型轉(zhuǎn)換在MATLAB系統(tǒng)中，要將一個類型的圖像文件轉(zhuǎn)換成另一個類型的圖像文件，只需將前一個文件的圖像數(shù)據(jù)用imread讀出，再用imwrite以適當?shù)母袷綄懙胶笠粋€圖像文件中去即可。此外，MATLAB還提供了若干函數(shù)，用于圖像類型的轉(zhuǎn)換。這些函數(shù)有：gray2ind：灰度圖像或二值圖像向索引圖像轉(zhuǎn)換。grayslice：設定閾值將灰度圖像轉(zhuǎn)換為索引圖

14、像。im2bw：設定閾值將灰度、索引、RGB圖像轉(zhuǎn)換為二值圖像。im2double：將圖像數(shù)組轉(zhuǎn)換為double型。im2uint8：將圖像數(shù)組轉(zhuǎn)換為uint8型。im2uint16：將圖像數(shù)組轉(zhuǎn)換為uint16型。該函數(shù)不支持二值圖像序列的轉(zhuǎn)換。ind2gray：索引圖像向灰度圖像轉(zhuǎn)換。ind2rgb：索引圖像向RGB圖像轉(zhuǎn)換。mat2gray：將一個數(shù)據(jù)矩陣轉(zhuǎn)換為灰度圖像。rgb2gray：RGB圖像向灰度圖像轉(zhuǎn)換或?qū)⒉噬珗D轉(zhuǎn)換成灰度色圖。rgb2ind：RGB圖像向索引圖像轉(zhuǎn)換。包含三種不同方法：均衡量化、最小值量化、色圖映射。圖像類型轉(zhuǎn)換圖像變成二值圖像g = im2bw(I, T)

15、; Convert intensity image I to binary image g using threshold T, where T must be in range 0, 1.利用他可以進行二值化 ex: I= imread(pout.tif); g = im2bw(I, 0.4); imshow(g) ,colorbar圖像類型轉(zhuǎn)換彩色轉(zhuǎn)灰階Rgb2gray()將RBG彩色影像轉(zhuǎn)換成gray-level影像。ex: I= imread (saturn.png); g = rgb2gray(I); imshow(g), colorbarM文件matlab的工作模式指令驅(qū)動模式通常

16、matlab以指令驅(qū)動模式工作，即在matlab 窗口下當用戶輸入單行指令時，matlab 立即處理這條指令，并顯示結(jié)果，這就是matlab命令行方式。命令行操作時，matlab窗口只允許一次執(zhí)行一行上的一個或幾個語句。命令行方式程序可讀性差，而且不能存儲，對于復雜的問題，應編寫成能存儲的程序文件。m文件模式將matlab語句構(gòu)成的程序存儲成以m為擴展名的文件，然后再執(zhí)行該程序文件，這種工作模式稱為程序文件模式。用戶如想靈活應用matlab去解決實際問題，充分調(diào)用matlab的科學技術(shù)資源，就需要編輯m文件編輯m文件可使用各種文本編輯器。M文件m文件m文件的類型是普通的文本文件，我們可以使用系

17、統(tǒng)認可的文本文件編輯器來建立m文件。如dos下的edit，windows的記事本和word等，保存為擴展名為m的文件即可被matlab調(diào)用。具體的創(chuàng)建方法：在matlab命令窗口點擊file 菜單-new- m-filem文件的語法類似于c語言，但又有其自身特點。它只是一個簡單的ASCII碼文本文件，執(zhí)行程序時逐行解釋運行程序，matlab是解釋性的編程語言。m文件有兩類獨立的m文件 稱命令文件可調(diào)用m文件 稱函數(shù)文件(文件名最好是英文，字母開頭)M文件獨立的m文件 稱命令文件實際上是一串指令的集合，與在命令窗口逐行執(zhí)行文件中的所有指令，其結(jié)果是一樣的。沒有輸入輸出參數(shù)。新建m文件-編輯命令行-點擊運行-在命令窗口（或者變量列表）中查看結(jié)果，注意比較下面2個例子M文件函數(shù)m文件 需要輸入變量，返回輸出變量matlab用戶可以根據(jù)