MATLAB的数字图像处理

不同灰度级的图像
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•代表像素的亮度值， •灰度等级划分得越细，越能准确地再现 原稿。
•目前用得最为普遍的是256个灰度等级
二值图像与灰度图像
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2 图像文件的读写/显示
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• 将图像文件读入内存
– imread() – 如果图像是彩色图，内存数据为3维矩阵，3维分别表
示红、绿、蓝空间 – 如果图像是灰度图，内存数据为2维矩阵 – 数据类型为uint8
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MATLAB的数字 图像处理
主讲：刘一鋆 联系方式：selanda@
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MATLAB的数字图像处理
●所谓数字图像处理（digital image processing），就是利用计算机对图像 进行去除噪声、增强、恢复、分割、提取特征等的理论、方法和技术。
1 数字图像的基本概念
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● 图像分辨率
8bit ( 28 = 256色 ) 16bit ( 216 = 65536色 ) 24bit ( 224 = 16M色 )
● 8位图像 ● 16位图像 ● 24位图像
● “位图”特指图像
像素
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●像素是图片大小的基本单位 ●图像的像素大小是指位图在高、宽两个方向的像素数相乘的结果
例如宽度和高度均为100像素的图片，其象素数是10000像素 我们经常用的数码相机像素数，所描述的就是相机拍照出来的照片是多大尺 寸，300万像素的数码照片通常是2048×1536像素，而500万像素数码照片则 是2560×1920像素。
取出碎片1的最后一列，取出碎片2的第一列，进行对比 判断相似度高低。
2008国赛 A题：数码相机定位
寻找边界 函数格式：BW1=edge(A);
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图像的 灰度矩阵
2014国赛 A题：嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略
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图像联通区域
图像二值化矩阵
L = bwlabel(BW，n)
n的值为4或8，表示是按4连通 寻找区域，还是8连通寻找
距月面100m处的数字高程图
BW = 11100000 11101100 11101100 11100010 11100010 11100010 11100110 11100000
LL == 11 11 11 00 00 00 00 00 11 11 11 00 22 22 00 00 11 11 11 00 22 22 00 00 11 11 11 00 00 00 32 00 11 11 11 00 00 00 32 00 11 11 11 00 00 00 32 00 11 11 11 00 00 32 32 00 11 11 11 00 00 00 00 00
清晰度
绝对清晰度
● Resolution (分辨率)单位
视觉效果
dpi (display pixels / inch)
每英寸显示的线数（或像素）
● dpi的数值越大，图像越清晰
Байду номын сангаас
dpi
300 dpi
96 dpi
21 dpi
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不同分辨率下的图像：
●图像分辨 率通常是以 像素数来计 量的，如： 640×480 ， 640为水平 像素数， 480为垂直 像素数。
• 将内存中的数据以图片形式保存
–imwrite()
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• 内存数据的图像显示
– imshow() – 可根据图像数据显示灰度图或彩色图 – 数据类型必须为uint8，如果数据是double，可用uint8()
函数转换
另：image()函数可以将矩阵的数据作为图像显示
3 图像的直方图
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• 定义：灰度级的函数，描述的是图像中每种灰度级像素的 个数，反映图像中每种灰度出现的频率。横坐标是灰度级 ，纵坐标是灰度级出现的频率。
2013国赛 B题：碎纸片的拼接复原
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1 11 1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 0 00 0 00 0 00 1 00 1 00 1 00 0 00
碎片2
首先读取图片，并将图片二值化 X=imread('000.bmp'); thresh = graythresh(X); A=im2bw(X,thresh);
4图像灰度化
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首先读取到一张图片
X=imread('1.bmp'); imshow(X)
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转化成灰度图片： A=rgb2gray(X); imshow(A)
4图像二值化
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matlab中函数im2bw使用阈值（threshold）变换法把灰度图像（grayscale image）转换成二 值图像。所谓二值图像， 一般意义上是指只有纯黑（0）、纯白（255）两种颜色的图像。 当然， 也可以是其他任意两种颜色的组合。
格式：I= im2bw(A,thresh);
图像的 灰度矩阵
选定的阀值 为0~1间的数
thresh = graythresh(A); %自动确定二值化阈值 I = im2bw(A,thresh); %对图像二值化
imshow(I)
碎片1
1 11 1 11 1 11 1 11 1 11 0 00 0 00 0 00 1 11 1 11 1 11 1 11 0 00 0 00 0 00 1 11 1 11
1024 ×1024 → 512 × 512 → 256 × 256 → 128 × 128 → 64 × 64 → 32 × 32
位图
图像像点
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● 图像由基本显示单元“像点”构成 ● 像点由若干个二进制位进行描述 ● 二进制位代表图像颜色的数量 ● 二进制位与图像之间
存在严格的“位映射”关系 ● 具有位映射关系的图叫作“位图”
距月面2400 m处的数字高程图
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X = imread('1.tif',1); X1=X; a=75; b=110; X1(find(X>a&X<b))=255; X1(find(X<=a|X>=b))=0; imshow(X1) thresh = graythresh(X1); I2 = im2bw(X1,thresh); L = bwlabel(I2,8); stats = regionprops(L,'Area'); area = cat(1,stats.Area); index = find(area == max(area)); img = ismember(L,index); subplot(1,2,1) imshow(L) ubplot(1,2,2) imshow(img)