第五篇Matlab图像处理PPT课件

3）immovie 以动画方式显示图像各帧，既将各帧图片转换为matlab动画格式；只能用索引图
像； mov=immovie(X,map)
实例：5-7.m
4）subimage subplot以子图方式在一个图像窗口中显示多幅图像，但整个图像窗口采用一个调
色板，subimage可以在各个子图中采用各自的调色板； 实例：5-8.m
3）pixval 交互显示单个像素的亮度值；显示欧几里得距离；
4）imfinfo
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5）size(I) 获得图像矩阵大小；
6）保存图像 imwrite(I,filename,fmt) imwrite(I,map,filename,fmt) I—待保存的图像矩阵；filename—图像保存路
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5）zoom 缩放图像
zoom on，zoom off 打开或关闭缩放功能
zoom out
恢复图像的原始尺寸
zoom reset
以当前图像尺寸作为缩放起点
zoom xon，zoom yon 设置X或Y轴缩放功能
6）warp
纹理映射
imshow显示的图像在二维平面上，纹理映射可以把图像显示在其他类型的表 面，如柱面、球面等等；
为uint8和uint16，分别对应[0 255]、[0 65535]
2）二值图像 像素取值只能为0或1；逻辑矩阵；
B=logical(A) 非零为1；
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3）索引图像 索引图像包括调色板和图像数据两部分，是把颜色进行排列、编号，图像数据
对应为该点像素的颜色序号而非颜色本身； 调色板为m×3矩阵，每一行代表一种颜色，各元素的值介于[0,1]之间，乘以
2）im2bw
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BW = im2bw(I, level) 灰度图----二值图 BW = im2bw(X, map, level) 索引图----二值图 BW = im2bw(RGB, level) 真彩图----二值图
3）ind2gray
将索引图转换为灰度图像，命令去除了索引 图像的色度和饱和度信息，而仅保留了亮度信息；
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常用的颜色空间
亮度(lightness or intensity or luminance)：亮度是 光作用于人眼所引起的明亮程度的感觉，它与被观察 物体的发光强度有关，主要表现光的强和弱；
色调(hue)：色调是当人眼看一种或多种波长的光时 所产生的色彩感觉，它反映颜色的种类，是决定颜色 的基本特征；
2）YUV颜色空间
主要用于视频系统中，其中Y代表亮度，UV代表 色度。亮度是通过RGB输入信号来建立的，它将RGB 信号的特定部分叠加到一起。色度则定义了颜色的两 个方面，饱和度(saturation)与色调(hue) ，分别用 Cr和Cb来表示。其中，Cr反映了RGB输入信号红色部 分与RGB信号亮度值之间的差异。而Cb反映的是RGB 输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之同的差异。
255来表示实际值； 实例：5-2.m 4）真彩(RGB)图像
由三基色RGB组合各种颜色值，每一幅真彩图像由三个基色分量图组合而成。
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真彩图像<----->灰度图像 近似平均 R=G=B=(R+G+B)/3 亮度方程 三基色与白光之间的数学关系，即三基色 按什么比例组合可以生成白光；
I = ind2gray(X,map)
4）ind2rgb
将索引图转换为真彩图像，命令把调色板中 的颜色值赋给了图像矩阵；
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I = ind2rgb(X,map) 5）mat2gray
将数据矩阵转换为灰度图像； I = mat2gray(A, [amin amax]) I = mat2gray(A) 6）gray2ind [X, map] = gray2ind(I,n) 灰度图---索引图 [X, map] = gray2ind(BW,n) 二值图---索引图
9）rgb2ind 真彩图像转换为索引图像；
[X,map] = rgb2ind(RGB, n) 调色板含n中颜色 X = rgb2ind(RGB, map)
实例：5-4.m
4、颜色空间
颜色空间是表示颜色的 一种数学方法，人们用它 来指定和产生颜色，使颜色形象化。颜色空间中的颜 色通常使用代表三个参数的三维坐标来指定，这些参 数描述的是颜色在颜色空间中的位 置。被描述的颜 色对象本身是客观的，不同颜色空间只是从不同的角 度去衡量同一个对象。
数字图像的形成
一幅数字图像由许 多个像素组成，像素 也是数字图像的单位 之一；胶片（模拟） 图像的单位为长度， 如寸、毫米等等，1 英寸证明照的尺寸为 3.6cm×2.7cm； 2英 寸证明照的尺寸是 3.5cm×5.3cm； 5英 寸照片的尺寸为 12.7cm×8.9cm；
数字图像的生成就是 为每个像素填上需要的 颜色值。
I=Imread(‘path or name’) 第2页/共40页
格式 TIFF JPEG GIF PNG BMP XWD
描述 标签图像文件格式
联合图像专家组 图形交换格式（imwrite unuse）
可移植网络图形 Windows位图 X Windows转储
后缀 .tif .tiff .jpg .jpeg
warp(x,y,z,I)
把图像I显示在平面(x,y,z)
实例：5-9.m
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图像的几何操作
图像的缩放、旋转、分割、剪切都属于几何操作。 图像插值—缩放等操作时的像素取法 1、图像插值运算 1）最近邻插值 nearest neighbor interpolation
每个插值输出像素的值就是输入图像中与其最近的采样点的值；它是matlab图像 处理工具箱默认的插值方法，计算量小、速度快，对索引图像来说是唯一的方法。但当 图像中含有较多高频分量时，会造成放大后的块状效应；
R=G=B=0.3R+0.59G+0.11B 实例：5-3.m
红＋蓝＝紫 红＋绿＝黄 蓝＋绿＝青 黄＋红＝橙
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3、图像类型转换 根据需求，将图像在不同类型间进行转换；索引
图像，无法直接滤波； 1）dither
通过抖动算法转换图像类型； X = dither(RGB, map) 抖动算法将RGB图像按指 定的调色板map转换为索引图像X； BW = dither(I) 将灰度图像通过抖动算法转换为二 值图像；
径；fmt—图像保存格式；
7）改变图像大小 B = imresize(I, scale) B = imresize(I, [mrows ncols]) [B,newmap] = imresize(I, map, scale)
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实例：5-1.m
2、图像分类
1）灰度图像（亮度） 灰度图像可分为8位和16位两种，像素数据类型
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2）双线性插值 bilinear interpolation 其输出像素值是它在输入图像位置上2×2邻域内四个像素的平均值，即由某个
像素周围四个像素的灰度值在水平和垂直两个方向进行插值； 3）双三次插值 bicubic interpolation
其输出像素值是它在输入图像位置上4×4邻域内16个像素的平均值； 插值效果的提升带来了大量的计算，插值算法是目前研究的一项内容；
3）CMYK颜色空间 主要用于彩色打印，也称印刷色彩模式，CMY是
3种印刷油墨名称的首字母：青色Cyan、洋红色 Magenta、黄色Yellow，而K取的是black最后一个字 母。RGB模式是一种发光的色彩模式，CMYK则是一 种依靠反光的色彩模式。
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Matlab的颜色空间转换指令 rgb2ntsc ntsc2rgb rgb2hsv hsv2rgb rgb2Ycbc r Yc b c r 2 r g b
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颜色空间按基本结构可分为两大类： 1）基色颜色空间；其典型结构有 RGB，还包括 HSI, HSL和HSV等，计算机图形 显示就属于这类颜色空间 ； 2）色、亮分离颜色空间；其典型结构包括 YCC/YUV、Lab等，主要用于电视广 播系统，其目的是通过压缩色度信息以有效地播送彩色电视图像。CIE XYZ是由国 际照明委员会定义的颜色空间，通常作为国际性的颜色空间标准，用作颜色的基本 度量方法。 CIE定义一切颜色空间的基准，它即属于基色颜色空间，也属于色、亮 分离颜色空间，是贯穿两者的枢纽。
饱和度(saturation)：饱和度是指颜色的纯度即掺入 白光的程度，表示颜色深浅的程度；
1）RGB
用于计算机图形学中，采用红、绿和蓝来生成目 标颜色；结构简单，但存储较费带宽；
微软和惠普曾推出一个叫standard RGB的色域标 准(sRGB)，是一个基于32位PC机的标准。 sRGB只是 人
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gamma校准的RGB与YUV颜色空间的转换： Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B U = -0.147R - 0.289G + 0.436B V = 0.615R - 0.515G - 0.100B
R = Y + 1.140V G = Y - 0.395U - 0.581V B = Y + 2.032U
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2、 imresize 图像插值缩放
B = imresize(A, scale)
输入图像A可以是灰度图、二值图或RGB真彩图， scale是缩放比例，大于0；
B = imresize(A, [mrows ncols])
[mrows ncols]用于指定目标图像的尺寸，如果希望 保持长宽比缩放，可以只指定一个参数，另一置为NaN；
[Y newmap] = imresize(X, map, scale/ [mrows ncols])
输入图像A是索引图，缩放比例或尺寸采用上两种均
可；
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3、 imrotate 图像插值旋转 B = imrotate(A, angle, method)
旋转后图像超过原图像的部分默认置为0，method用来指定缩放插值方法， ‘nearest’、‘bilinear’、‘bicubic’；
matlab预定义的二维滤波器fspecialtypeparameterstype意义可选参数average均值滤波size模板尺寸默认为33disk圆形区域均值滤波radius区域半径默认值为5gaussian高斯低通滤波器两个参数size模板尺寸33sigma滤波器标准差默认值为05laplacian拉普拉斯算子33模板alpha控制算子形状01间默认02log拉普拉斯高斯算子size模板尺寸默认55sigma为滤波器标准差默认值为05motion运动模糊算子参数表示对象按逆时针方向以theta角度运动了a个像素a默认9角度默认0type意义可选参数prewitt无参数h为33模板水平边缘垂直要用hsobel无参数h为33模板水平边缘垂直要用hunsharp对比度增强滤波器33模板alpha控制算子形状01间默认02实例
B = imrotate(A , angle, method,’cro p’) 可以采用crop参数对旋转后图像进行剪切， 实例：5-11.m
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4、 imcrop 图像的剪切 从原始图像中剪切一个矩形子图，指定矩形顶点的坐标及长宽，或鼠标选取； B = imrotate(A, angle, method) 旋转后图像超过原图像的部分默认置为0，method用来指定缩放插值方法，
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眼能辨别的色彩空间的一部分，而很多色彩都无法显 示。但这个标准还是被广泛接受。我们现在在使用的 显示器、扫描仪、打印机、数码相机，许多都使用这 个标准。03年，微软又推出了scRGB色域标准，它拓 展了色域范围，全部复盖人眼可见的色域范围其16位 的精度也大大超过8位的sRGB。
数码相机、摄像机、 扫描仪等设备。
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• 图像处理是对数字图像进行各种操作，如亮度、对 比度调整，去噪、边缘检测、压缩、分割和目标识别 等工作；
• RGB彩色图像是由三幅独立的红、蓝、绿分量图 像组成，对彩色图像的处理可以转化为对三基色分量 图像的处理；
1、Matlab图像处理工具箱常用命令 1）图像读取
.gif .png .bmp .xwd
2）显示图像 Imshow(I) Imshow(I,map) Imshow(I,[low,high])
Imshow(I,[ ])
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I—待显示图像矩阵 map—灰度级别，默认为256 [low,high]为灰度最大、最小值，小于为0，大于为 255； []将low设置为矩阵I的最小值，high设置为I的最大值；
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5、其它图像显示相关命令 1）image
image(I),colormap(map) image命令用于显示I矩阵表示的图像，索引图像必须使用调色板； 2）montage 多帧图像，四维，HDF、TIFF； 实例：5-6.m，创建一个四帧图像，并在一幅图中显示；
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7）grayslice 通过设定阈值将灰度图像转换为索引色图； X = grayslice(I, n)
把灰度图像均匀量化为n个等级，然后转换为伪彩色图像； 8）rgb2gray
真彩图像转换为灰度图像，或将彩色调色板转换为灰度调色板； X = rgb2gray(A)
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