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1、第第B3B3章章 MATLABMATLAB在图像处理中的应用在图像处理中的应用 7.1 7.1 概述概述 7.2 7.2 图像的读写和查询图像的读写和查询 7.3 7.3 图像的显示图像的显示 7.4 7.4 图像的算术运算图像的算术运算 7.5 7.5 图像的几何操作图像的几何操作 7.6 7.6 线性滤波线性滤波 7.7 7.7 图像的变换图像的变换 7.8 7.8 图像分析和增强图像分析和增强 7.9 7.9 基于区域的图像处理基于区域的图像处理 7.1 7.1 概述概述7.1.1 MATLAB7.1.1 MATLAB中的图像和图像处理工具箱中的图像和图像处理工具箱 MATLAB中大多数
2、图像是用二维数组（矩阵）中大多数图像是用二维数组（矩阵）double(64位）浮点型，或位）浮点型，或uint8(8位无符号整位无符号整数数)、uint16(16位无符号整数位无符号整数)来存储的，矩阵来存储的，矩阵中的每一个元素对应图像中的一个像素中的每一个元素对应图像中的一个像素(pixel).例如：例如：l一幅由一幅由200行行300列不同灰度值的点组成的图像可以列不同灰度值的点组成的图像可以用用200X300的矩阵来存储。的矩阵来存储。l对于彩色图像，如对于彩色图像，如RGB图像，需要用三维数组来存储。图像，需要用三维数组来存储。7.1.2 MATLAB7.1.2 MATLAB中的图像
3、类型中的图像类型二值图像二值图像(Binary)：图像的取值为图像的取值为0或或1。索引图像索引图像(Indexed,pseudocolor)：图像为图像为mXn矩阵，矩阵，矩阵元素的值指向颜色映像表矩阵元素的值指向颜色映像表(colormap)。灰度图像灰度图像(intensity,gray scale,gray level)：图像为图像为mXn矩阵，矩阵元素的值指的是灰度值。对矩阵，矩阵元素的值指的是灰度值。对single or double矩阵取值范围：矩阵取值范围：0,1，对，对 uint8矩阵取值范围：矩阵取值范围：0,255，对，对uint16矩阵取值范围：矩阵取值范围：0,655
4、35，对，对int16矩阵取值范围：矩阵取值范围：-32768,32767。真彩色图像真彩色图像(RGB)：图像为图像为mXnX3的矩阵。的矩阵。二值图像二值图像(Binary)索引图像索引图像(Indexed)灰度图像灰度图像(Grayscale)真彩色图像真彩色图像(Truecolor)gray2ind:Convert a grayscale image to an indexed image.grayslice：Convert a grayscale image to an indexed image using multilevel thresholding.im2bw:Convert
5、 a grayscale image,indexed image,or truecolor image,to a binary imageind2gray：Convert an indexed image to a grayscale image。7.1.3 MATLAB7.1.3 MATLAB中的图像类型之间的转换中的图像类型之间的转换ind2rgb:Convert an indexed image to a truecolor image.mat2gray：Convert a data matrix to a grayscale image,by scalingthe data.rgb2g
6、ray:Convert a truecolor image to a grayscale image.rgb2ind：Convert a truecolor image to an indexed image.im2uint8 rgb2=im2uint8(rgb1)im2uint16 im2int16 im2single im2double7.1.4 7.1.4 图像数据类型之间的转换图像数据类型之间的转换用用N N维数组来存储图像序列维数组来存储图像序列 mXnXp的数组表示的数组表示p个二维图像个二维图像7.1.5 7.1.5 图像序列图像序列mXnX3Xp 表示表示？MATLAB支持下列
7、图像文件格式：支持下列图像文件格式：BMP(Microsoft Windows Bitmap 位图位图)HDF(Hierarchical Data Format 层次数据层次数据)JPEG(Joint Photographic Expert Group 静止图像压静止图像压缩标准缩标准)PCX(Paintbrush 画刷格式画刷格式)PNG(Portable Network Graphics 可移植网络图像可移植网络图像)TIFF(Tagged Image File Format 标记图像文件标记图像文件)XWD(X Window Dump)GIF(Graphics Interchange F
8、ormat 图形交换图形交换)7.1.5 7.1.5 图像文件格式图像文件格式 7.2 7.2 图像的读写和查询图像的读写和查询7.2.1 7.2.1 图像文件的读取图像文件的读取A=imread(文件名，文件格式文件名，文件格式)X,map=imread(文件名，文件格式文件名，文件格式)l 文件名必须在文件名必须在MATLAB的搜索路径范围内，否的搜索路径范围内，否则需要指出完整的路径。则需要指出完整的路径。RGB=imread(football.jpg);X,map=imread(trees.tif);7.2 7.2 图像的读写和查询图像的读写和查询7.2.2 7.2.2 图像文件的写入
9、图像文件的写入 imwrite(A,filename，fmt)：写图像写图像A到文件名到文件名filename中，格式为中，格式为fmtimwrite(X,map，filename，fmt)：写索引图像写索引图像X和它相连的颜色映像表和它相连的颜色映像表map到文件名到文件名filename中，中，格式为格式为fmt 例如：例如：imwrite(A,myfile.jpg,Quality,100);写图像矩阵到文件名为写图像矩阵到文件名为myfile.jpg的文件中，参的文件中，参数数Quality，100是控制存入时压缩比的。是控制存入时压缩比的。7.2 7.2 图像的读写和查询图像的读写和查
10、询7.2.3 7.2.3 图像文件信息的查询图像文件信息的查询 info=imfinfo(filename)：从图像文件中查询其从图像文件中查询其信息，包括文件名、路径、格式、版本号、文件信息，包括文件名、路径、格式、版本号、文件修改时间、文件大小、图像宽度和长度、每个像修改时间、文件大小、图像宽度和长度、每个像素的位数、图像类型等。素的位数、图像类型等。例如：例如：info=imfinfo(football.jpg)7.3 7.3 图像的显示图像的显示7.3.1 7.3.1 标准图像显示标准图像显示imshow(I,n)imshow(I,low high)imshow(X,map)参考参考M
11、ATLAB帮助帮助moon=imread(moon.tif);imshow(moon);或者：或者：imshow(moon.tif);moon=getimage 7.3 7.3 图像的显示图像的显示7.3.2 7.3.2 图像的特殊显示技术图像的特殊显示技术 添加颜色条添加颜色条 显示多帧图像阵列显示多帧图像阵列 多图的显示多图的显示 纹理映射纹理映射 7.3 7.3 图像的显示图像的显示7.3.2 7.3.2 图像的特殊显示技术图像的特殊显示技术 添加颜色条添加颜色条 RGB=imread(saturn.png);I=rgb2gray(RGB);h=1 2 1;0 0 0;-1-2-1;I2
12、=filter2(h,I);imshow(I2,),colorbar 7.3 7.3 图像的显示图像的显示7.3.2 7.3.2 图像的特殊显示技术图像的特殊显示技术 显示多帧图像阵列显示多帧图像阵列l 多帧的单帧显示多帧的单帧显示l 多帧的一次性显示多帧的一次性显示l 将多帧阵列转化为电影将多帧阵列转化为电影 l 多帧的单帧显示多帧的单帧显示 load mri imshow(D(:,:,:,7)l 多帧的一次性显示多帧的一次性显示 load mri montage(D,map)l 将多帧阵列转化为电影将多帧阵列转化为电影 load mri mov=immovie(D,map);movie(m
13、ov)7.3 7.3 图像的显示图像的显示7.3.2 7.3.2 图像的特殊显示技术图像的特殊显示技术 多图的显示多图的显示 例例1.多幅图像在不同窗口显示多幅图像在不同窗口显示X1,map1=imread(forest.tif);X2,map2=imread(trees.tif);imshow(X1,map1),figure,imshow(X2,map2)7.3 7.3 图像的显示图像的显示7.3.2 7.3.2 图像的特殊显示技术图像的特殊显示技术 多图的显示多图的显示 例例2.多幅图像在同一窗口显示多幅图像在同一窗口显示X1,map1=imread(forest.tif);X2,map2
14、=imread(trees.tif);subplot(1,2,1),imshow(X1,map1)subplot(1,2,2),imshow(X2,map2)使用同一个颜色映像表，产生不能接受的显示结使用同一个颜色映像表，产生不能接受的显示结果，使用果，使用subimagesubimage可以改变这一情况可以改变这一情况 7.3 7.3 图像的显示图像的显示7.3.2 7.3.2 图像的特殊显示技术图像的特殊显示技术 多图的显示多图的显示 例例3.多幅图像在同一窗口显示多幅图像在同一窗口显示X1,map1=imread(forest.tif);X2,map2=imread(trees.tif)
15、;subplot(1,2,1),subimage(X1,map1)subplot(1,2,2),subimage(X2,map2)subimage在显示之前，将图像转换为真彩色，因在显示之前，将图像转换为真彩色，因此避免了此避免了colormap的共享问题。的共享问题。7.3 7.3 图像的显示图像的显示7.3.2 7.3.2 图像的特殊显示技术图像的特殊显示技术纹理映射纹理映射:将图像显示在一个特定的参数曲面上将图像显示在一个特定的参数曲面上 warp：MATLAB中利用插值算法将图像映射到中利用插值算法将图像映射到曲面网格上曲面网格上 例例.将将peppers.png图像纹理映射到圆柱面和
16、球面图像纹理映射到圆柱面和球面 x,y,z=cylinder;I=imread(peppers.png);subplot(1,2,1),warp(x,y,z,I);x,y,z=sphere(50);subplot(1,2,2),warp(x,y,z,I);7.4 7.4 图像的算术运算图像的算术运算图像的加法图像的加法 imadd图像的减法图像的减法 imsubtract图像的乘法图像的乘法 immultiply图像的除法图像的除法 imdivide图像的补图像的补 imcomplement图像的绝对值的差图像的绝对值的差 imabsdiff图像的线性组合图像的线性组合 imlincomb 7.4 7.4 图像的算术运算图像的算术运算I=imread(rice.png);I2=imread(cameraman.tif);K=imdivide(imadd(I,I2),2);%not recommendedK=imlincomb(.5,I,.5,I2);%recommended 7.5 7.5 图像的几何操作图像的几何操作 图像的缩放图像的缩放 imresize 图像的旋转图像的旋转 im
