matlab在数字图像处理中的应用(1)

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图像基本操作
查询图像文件信息 imfinfo(‘文件名’，文件格式) 显示图像 imshow(X, map) 需要同时显示多幅图像，使用figure语句，重新打开一个图 像显示窗口。 显示直方图 imhist(I,n) imhist(X, map)
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图像基本操作
例1-4 i=imread('LENA256.bmp'); subplot(1,2,1); imshow(i); subplot(1,2,2); imhist(i)
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图像的代数运算
imadd 格式：Z=imadd(X,Y). 其中Z=X＋Y。 例1-5 增加图像的亮度 RGB=imread('onion.png'); RGB2=imadd(RGB,50); subplot(1,2,1),imshow(RGB); subplot(1,2,2),imshow(RGB2);
MATLAB是 Matrix Laboratory 的简称，是美国 MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数 据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和 交互式环境，主要包括 MATLAB 和 Simulink 两大部分。 MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、 创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于 工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号 检测、金融建模设计与分析等领域。 它的基本数据单位是矩阵。它的指令表达式与数学、工程 中常用的形式十分相似，故用它来解决问题比用C、 Fortran等语言完成相同的事情简捷的多。
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Matlab 中常用的基本命令
分支结构 switch 语句 switch 表达式(标量或字符串) case 值1 语句1 case 值2 语句2 … otherwise 语句n end
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Matlab 中常用的基本命令
(4) Matlab脚本文件和函数文件 脚本文件和函数文件 Matlab脚本文件：包含多条MATLAB 命令 函数文件：函数定义行、H1行、函数帮助信息、函数体和 注释。 函数文件的例子。 扩展名都为”.m”
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Matlab 中的图像类型
二值图像：像素值为0或1。 二值图像 灰度图像：每个像素由一个量化的灰度值来描述。 灰度图像 uint8，uint16，double的灰度图像
二值图
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灰度图
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Matlab 中的图像类型
RGB图像 图像：M*N的图像需要三维矩阵（大小N*M*3）存储。 图像 索引图像： 索引图像：包含一个数据矩阵X和一个调色板矩阵map。 数据矩阵为double或uint8。 调色板矩阵为double型矩阵，值域为[0,1]。大小m*3(m表 示颜色数目），每一行指定一个颜色的R、G、B分量。 多帧图像序列： 多帧图像序列：4维数组，增加：帧号。
... f1 j ... f1N ... f2 j ... f2N ... ... ... ... ... fij ... fiN ... ... ... ... ... fMj ... fMN
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Matlab中图像的数据类型 中图像的数据类型
2012-4-816色图
256色图
24位真彩色图25
图像类型转换函数
dither() ：通过颜色抖动，把真彩色图像转换成索引图像或 灰度图像转换成二值图像 gray2ind() ：将灰度图像转换成索引图像 grayslice() ：通过设定的阈值将灰度图像转换成索引图像 im2bw() ：通过设定亮度阈值将灰度、真彩色、索引图像 转换成二值图像 ind2gray() ：将索引图像转换成灰度图象 ind2rgb() ：将索引图像转换成真彩色图像 rgb2gray()： 将真彩色图像转换成灰度图像 rgb2ind()： 将真彩色图像转换成索引图象
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Matlab 中常用的基本命令
脚本文件和函数文件的本质差异
脚本文件
函数文件
定义行
无
有Байду номын сангаас
输入/输出变量
无
有
数据传送
直接访问工作空 输入变量获取数据， 间中的所有变量 输出变量提交数据
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Matlab 中常用的基本命令
注意： 注意： 自己编写函数时，所用的函数名应和保存 的m文件文件名相同。 分清矩阵相乘和点乘的区别。 注意文件命名，必须以字母开头 。
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Matlab 中常用的基本命令
特殊矩阵的生成 直接调用 MATLAB 的函数生成。 用函数zeros生成全0矩阵： A=zeros(m,n) 用函数ones生成全1矩阵： A=ones(m,n) 用函数eye生成单位阵： A=eye(m,n) 用函数rand生成随机矩阵： A=rand(m,n)
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Matlab 程序调试
删除句尾分号 适当位置加上pause或keyboard语句 灵活运用%，注释出错行 使用Matlab调试器，设置断点，或单步执行
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主要内容
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Matlab简介 简介 Matlab中常用的基本命令 中常用的基本命令
图像处理基本知识
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Matlab 中常用的基本命令
例 1-2：矩阵的基本运算。 A=eye(3); B=[9,8,7;6,5,4;3,2,1]; C=A+B % 计算两个矩阵的和 D=B' % 计算矩阵B的转置 E=A*D % 做矩阵乘法，必须要满足矩阵乘法 % 的基本要求 F=det(A) % 求E的行列式值 问题：设有矩阵A和B，试问A*B和A.*B的区别？ size(A)的用法
图形可视化并 用于分析数据
特点
交互式语言 和编程环境
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Matlab 用户界面
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主要内容
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Matlab简介 简介 Matlab中常用的基本命令 图像处理基本知识 Matlab中图像处理的基本操作 中图像处理的基本操作
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Matlab 中常用的基本命令
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6
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Matlab 中常用的基本命令
(2) 矩阵运算 基本运算：矩阵的加、减、乘、除、乘方以及矩 基本运算 阵的点乘、点除、点乘方等，其主要特点是通过 MATLAB 提供的基本运算符＋、－、*、/（\）、^ 等即可完成。 函数运算：包括sin，cos，abs，max，sum等。 函数运算
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Matlab 主要特点
把MATLAB的应用转到 带有编译器的C和C＋＋ 支持来自文件和外 部设备的输入数据 ，且支持用低标准 的文件的输入输出 图形用户界面 设计的工具 可结合一些外部应用程序， 包括C、C＋＋、Fortran、 Java、COM部分和Excel 快速准确的数字运算
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图像的代数运算
immultiply 例1-7 I=imread('moon.tif'); J=immultiply(I,1.2); K=immultiply(I,0.6); imsubtract 两幅图像相减或者一幅图 像除以常数 imdivide 两幅图像相除或者一幅图 像除以常数 imcomplement 图像求补 imlincomb 多幅图像进行线性组合
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图像的几何运算
imresize：按指定方法进行图像的缩放 ：
imresize(A,m,method) • A原图像 • m缩放系数。m>1, 放大; 0<m<1, 缩小 • method – nearest(默认)：最近邻插值 – bilinear：双线性插值 – bicubic：双三次性插值
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Matlab 中常用的基本命令
循环结构 for循环 for 循环变量 = 起始值: 步长: 终止值 循环体 end while循环 while 表达式 循环体 end
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Matlab 中常用的基本命令
分支结构 if 语句
格式一： if 逻辑表达式 执行组 end 格式二： if 逻辑表达式 执行组1 else 执行组2 end 格式三： if 逻辑表达式1 执行组1 elseif 逻辑表达式2 执行组2 …… else 执行组n end
● 注意：图像文件的扩展名不要轻易修改，否则不能使用 注意：图像文件的扩展名不要轻易修改，
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主要内容
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Matlab简介 简介 Matlab中常用的基本命令 中常用的基本命令 图像处理基本知识 Matlab中图像处理的基本操作
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图像基本操作
图像文件的读取 A=imread(‘文件名’,‘文件格式’) [X,map]=imread(‘文件名’,‘文件格式’) 图像文件的写入 imwrite(A,‘文件名’,‘文件格式’) imwrite(X,map,‘文件名’,‘文件格式’)
Matlab中图像处理的基本操作 中图像处理的基本操作
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图像数字化
图像数字化：把图像分割成称为像素的小区域，每个像素的 亮度或灰度值用一个整数来表示。 包括图像的采样和量化过程。
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物理图像
数字图像
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数字图像的表示
数字化后的图像可以用矩阵表示
j
i
FM×N
f11 f12 f 21 f22 ... ... = fi1 fi2 ... ... fM1 fM 2
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Matlab 中常用的基本命令
访问矩阵中的元素
例如对例1-1中的矩阵A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]，如果输入 A(4) A(1,2) 结果为：ans = 2 结果为：ans = 2
可见矩阵是按列存储的。 若输入A(1,2)=6，显示结果为： A= 1 6 3 4 5 6 7 8 9 若要选取A的第二行，可以输入A(2,:) ，则显示 ans = 4
双精度浮点型、无符号整型、单精度浮点型、字符型 和逻辑型等。 im2double()：将图像数据转换成double型 im2uint8()：将图像数据转换成unit8型 im2uint16()：将图像数据转换成unit16型 Im2bw()：将图像数据转换成logical型（二值图像） mat2gray()：将图像数据转换成归一化的double型 (值域为[0,1])
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Matlab 中常用的基本命令
(3) 程序设计基础 数据的输入/输出 数据的输入 输出 input函数：用于向计算机输入一个参数 A=input( A=input(提示信息, 选项) , ) disp函数：在命令窗口输出变量的值 A=‘hello’; disp(A)
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(1) 矩阵生成 一般矩阵的生成 最简单的方法是从键盘直接输入矩阵元素。 注意： 各元素之间用空格或逗号隔开，用分号或回车 结束矩阵行，用中括号把矩阵所有元素括起来。 例1-1：在工作空间产生一个3×3 矩阵 A 可用MATLAB语言描述如下： A=[1 2 3; 4 5 6; 7 8 9] 运行结果： 或 A=[1 2 3 A= 1 2 3 456 4 5 6 7 8 9] 7 8 9
Matlab 图像处理简介
王殿伟 wangdianwei@xupt.edu.cn 通信与信息工程学院
主要内容
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Matlab简介 Matlab中常用的基本命令 中常用的基本命令 图像处理基本知识 Matlab中图像处理的基本操作 中图像处理的基本操作
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Matlab 简介
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Matlab支持的图像格式 支持的图像格式
文件 .GIF . BMP . TIF . JPG . TGA . PCD 颜色与分辨率 256 / 96dpi 256 ～ 224 / * dpi 256 ～ 232 / * dpi 216 ～ 232 / * dpi 256 ～ 224 / 96dpi 216 ～ 232 / * dpi 用途 用于动画、多媒体程序界面， 用于动画、多媒体程序界面，网页界面 用于Windows环境下的任何场合 环境下的任何场合 用于 用于专业印刷 用于数字图片保存、 用于数字图片保存、传送 用于专业动画影视制作 用于PHOTO CD 用于