《MATLAB图像处理编程与应用 教学课件 ppt 作者张涛 第4章MATLAB图像处理工具箱》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MATLAB图像处理编程与应用 教学课件 ppt 作者张涛 第4章MATLAB图像处理工具箱（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 图像灰度变换,Matlab对图像的处理功能主要集中在它的图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）中。 图像处理工具箱是由一系列支持图像处理操作的函数组成，可以进行诸如几何操作、线性滤波和滤波器设计、图像变换、图像分析与图像增强、数学形态学处理等图像处理操作。,图像处理工具箱主要有：, Image Acquisition Toolbox(图像采集工具箱) Image Processing Toolbox（图像处理工具箱） Signal Processing Toolbox（信号处理工具箱） Wavelet Toolbox（小波分析工具箱） Statistics
2、Toolbox(统计工具箱) Bioinformatics Toolbox(生物信息学工具箱),4.1 MATLAB图像处理程序的特点,上手容易，开发周期短，见效快。 程序代码编写量明显较小 有专门的图像处理工具箱 MATLAB程序不能脱离MATLAB平台而独立存在,4.2 图像处理工具箱的图像类型,图像处理工具箱支持4种图像类型，它们是： 真彩色图像（RGB images） 索引色图像（index images） 灰度图像（intensity images） 二值图像（binary images） Matlab还支持由多帧图像组成的图像序列,真彩色图像,真彩色图像用 R、G、B 3个分量表示
3、1个像素的颜色，数据结构是一个mn3的多维数组。如果读取图像中(100,50)处像素值，可以查看三元组(100,50,1:3)。 真彩色图像可用双精度存储，亮度值范围是0,1 常用存储方法是无符号整型存储，亮度值范围为0,255,图1 真彩色图像的结构,真彩色图像数据格式,RGB图像的表示方法-三幅分量图像合成,索引色图像,索引图像是把像素值作为RGB调色板下标的图像。 索引色图像包含2个结构，一个是调色板map；另一个是图像数据矩阵X。 调色板是一个有3列和若干行的色彩映像矩阵，矩阵每行代表一种色彩，通过3个分别代表红、绿、蓝颜色强度的双精度数，形成一种特定颜色。 图像数据是uint8或是双
4、精度的。 Matlab中调色板的色彩强度是0,1中的浮点数，0代表最暗，1代表最亮。,图2 索引色图像的结构,索引图像的数据格式,索引图像的double与uint8型,double,uint8,图像数据,调色板,索引图像的表示方法,读入一幅索引图像的语句如下： X, map=imread(trees.tif); 显示一幅索引图像，可使用语句： imshow(X, map) 或者： image(X) %用系统当前的颜色表显示索引图像 colormap(map) %将系统当前颜色表设置为map,举例： X, map=imread(trees.tif); image(X) 其效果等同于： imsho
5、w(X, colormap),举例： X, map=imread(trees.tif); image(X) colormap(map); 其效果等同于： imshow(X, map),MATLAB提供了一些预定义的彩色表,imshow(X, hsv),imshow(X, autumn),imshow(X, copper),imshow(X, gray(64),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也可以是uint8。 存储时会使用一个默认的调色板来显示图像。,二值图像,与灰度图像相同，二值图像只需一个数据矩阵，每个像素只有2个灰度值。可以采用uint8或doubl
6、e类型存储，工具箱中以二值图像作为返回结果的函数都使用uint8类型。,图像序列,图像处理工具箱支持将多帧图像连接成图像序列。使用cat函数将分散图像合并成图像序列，前提是各图像尺寸必须相同。 将A1、A2、A3、A4、A5五幅图像合并成一个图像序列A，Matlab语句为 A=cat (1，A1，A2，A3，A4，A5), 1维，纵向排列 A=cat (2，A1，A2，A3，A4，A5)，2维，横向排列 A=cat (3，A1，A2，A3，A4，A5)，3维，竖向排列,图像序列也可以产生一个四维数组，图像帧的序号在图像的长、宽、颜色后构成第四维。 一个包含了5幅400300真彩色图像的序列，大
7、小为 40030035 一个包含了5幅400300灰度或是索引图像的序列，其大小为 40030015 A=cat (4，A1，A2，A3，A4，A5)，4维 提取其中一帧（如第2帧）：A(:,:,:,2),4.3 Matlab图像类型转换,索引图像,灰度图像,真彩图像,二值图像,数据矩阵,1.dither函数,功能：图像抖动 把RGB图像转换成索引图像 把灰度图像转换成二值图像。 格式：X = dither(RGB，map) BW = dither(I),（1）RGB图像抖动成索引图像,I=imread(autumn.tif); map=pink(1024); X=dither(I,map);
8、 imshow(I); figure, imshow(X,map); colorbar,（2）灰度图像抖动成二值图像,I=imread(rice.png); bw=dither(I); imshow(I); figure,imshow(bw);,2. gray2ind函数,功能：将灰度图像转换成索引图像。 格式：X,map= gray2ind(I,n) n的缺省值为64。,I=imread(cameraman.tif); X,map=gray2ind(I,16); subplot(121),imshow(I); subplot(122), imshow(X,map);,3. grayslice
9、函数,功能：通过设定阈值将灰度图像转换成索引色图像。 格式：X=grayslice(I,n) I=imread(cameraman.tif); X=grayslice(I,16); imshow(I); figure,imshow(X,bone(16);,功能：将灰度图像、索引色图像和真彩色图像转化成二值图像。 格式：BW=im2bw(I, level) BW=im2bw( X, map, level) BW=im2bw(RGB, level) level是一个归一化阈值，取值在0,1。,4.im2bw函数,I=imread(autumn.tif); X=im2bw(I,0.5); imsho
10、w(I); figure,imshow(X);,功能：将索引图像转换成灰度图像。 格式：I= ind2gray(X, map),5.ind2gray函数,功能：将索引色图像转换成真彩色图像。 格式：RGB=ind2rgb(X, map) 例：I,map=imread(m83.tif); X=ind2rgb(I,map); imshow(I,map); figure,imshow(X);,6.ind2rgb函数,功能：将一个数据矩阵转换成一幅灰度图像。 格式：I=mat2gray(A),7.mat2gray函数,I = imread(rice.png); J = filter2(fspecial
11、(sobel), I); K = mat2gray(J); figure, imshow(I), figure, imshow(K),功能：将一幅真彩色图像转换成灰度图像。 格式：I= rgb2gray(RGB) 例：RGB=imread(autumn.tif); X=rgb2gray(RGB); imshow(RGB); figure,imshow(X);,8. rgb2gray函数,转换效果图,功能：将真彩色图像转换成索引色图像。 格式：X,map = rgb2ind(RGB,n) 例： RGB=imread(autumn.tif); X,map=rgb2ind(RGB,128) imsh
12、ow(RGB); figure,imshow(X,map);,9. rgb2ind函数,4.4 图像文件的读写和查询,imread：读取图形文件格式的图像； imwrite：写入图形文件格式的图像； imfinfo：获取图像的信息； loadsave：以Mat文件加载或保存矩阵数据； imshow：显示加载到Matlab中的图像。,函数imread可完成图形图像文件的读取操作，其语法如下 一般：A=imread(filename, fmt) 索引图像：X, map=imread(filename, fmt),X, map=imread(m83.tif, tif),1 图形图像文件的读取,imd
13、ata = imread(ngc6543a.jpg); image(imdata),imread函数可以从图形文件中以特定位宽读取图像。读取的大多数图像均为8bit。加载到内存中时，就存储在类uint8中。 对于索引图像来说，即使图像阵列的本身为uint8或uint16，imread函数仍然将颜色映像表读取并存储到一个双精度的浮点类型阵列中。,2 图形图像文件的写入（保存）,imwrite函数可以完成图形图像文件的写入操作， 其语法为： imwrite(A, filename, fmt) imwrite(X, map, filename, fmt) 缺省的保存方式：uint8数据格式。Matl
14、ab中许多图像都是8bit，不需要双精度的浮点数据。,imwrite(X, map, lena.bmp, bmp),A=imread(onion.png); B=A(50:100,100:150,:); imwrite(B,onion-part.png) C=imread(onion-part.png); subplot(1,2,1) image(A);axis image;title(全部) subplot(1,2,2) image(C);axis image;title(部分),3 图形图像文件信息的查询,imfinfo函数用于从图像文件中查询其信息。所获取信息依文件类型不同而不同，至少包
15、含下面内容 文件名 文件格式 文件格式的版本号 文件修改时间 文件的字节大小 图像的宽度（像素） 图像的长度（像素） 每个像素的位数 图像类型（RGB图像、灰度图像还是索引图像）,imfinfo(autumn.tif),info = Filename: 1x64 char FileModDate: 01-十月-1996 16:19:44 FileSize: 27387 Format: jpg FormatVersion: Width: 600 Height: 650 BitDepth: 24 ColorType: truecolor FormatSignature: NumberOfSamples: 3 CodingMethod: Huffman CodingProcess: Sequential Comment: 1x69 char,4 图像文件的显示,图像显示函数imshow。其语法格式如下 灰度图像 imshow(I) imshow(I, n) imshow(I, low high) 二值图像 imshow(BW) 索引图像 imshow(X, map) 真彩色图像 imshow(RGB),其中n为灰度级数目，缺省值为256。low high为图像数据的值域。,索引图像及其显示,索引图像包括数据矩阵X和颜色映像矩阵map。 其中map是一个p3的数据矩阵，其每个元素
