第3章_选讲_MATLAB三维绘图功能

颜色的渲染。

shading faceted —带重叠的黑色网格线的平面色调模式，这
也是默认的色调模式。
Peaks
5
0
-5 2 0 -2 y -2 x 2 0

shading flat —— 去掉黑色线条，根据小方块的值确定颜色
Peaks
5
0
-5 2 0 -2 y -2 x 2 0

shading interp —— 颜色整体改变，根据小方块四角的值 差补过度点的值确定颜色
t=(0:0.02:2)*pi; x=sin(t); y=cos(t); z=cos(2*t); >> plot3(x,y,z,'b-',x,y,z,'bd') view([-82,58]) box on legend('链','宝石')
多条三维曲线图
=-8:0.5:8; y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y); R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; Z=sin(R)./R; mesh(X,Y,Z) grid on axis([-10 10 -10 10 -1 1])
图形修饰方法
图形颜色的修饰

matlab 有极好的颜色表现功能，其颜色数据又构成了一 维新的数据集合，也可称为四维图形 colormap(MAP) —— 色图设定函数，MAP为m×3维色 图矩阵 图形颜色可根据需要任意生成，也可用matlab配备的色 图函数 shading设置颜色色调。该命令控制表面和块等图形对象
图像格式的转换 MATLAB还提供了若干函数，用于图像类型的转换。这些函数有： dither：用抖动法（dithering）转换图像。该函数通过颜色抖动（颜色 抖动即改变边沿像素的颜色，使像素周围的颜色近似于原始图像的颜色， 从而以空间分辨率来换取颜色分辨率）来增强输出图像的颜色分辨率。该 函数可以把RGB图像转换成索引图像或把灰度图像转换成二值图像。 gray2ind：灰度图像或二值图像向索引图像转换。 grayslice：设定阈值将灰度图像转换为索引图像。 im2bw：设定阈值将灰度、索引、RGB图像转换为二值图像。 im2double：将图像数组转换为double型。 im2uint8：将图像数组转换为uint8型。
四、图像变换

图像变换是指把图像从空间域转换到 变换域，一般是指图像的正交变换。
图像变换是图像处理的重要工具。通 过变换，改变图像的表示域，可以对 图像的后继处理带来极大的方便。 例如： 傅立叶变换：图像的频域分析 离散余弦变换： 使能量集中利于图像 压缩。

傅立叶变换的例子：
load imdemos saturn2 imshow(saturn2) b=fft2(saturn2); figure imshow(log(abs(b)),[]) colormap(jet(64)); colorbar
添加噪声
I=imread('eight.tif'); J1=imnoise(I,'gaussian',0,0.02); %对图像数据添加均值为0，方差为0.02的高斯噪 声。 J2=imnoise(I,'salt & pepper',0.02); %对图像数据添加椒盐噪声。 J3=imnoise(I,'speckle',0.02); %对图像数据添加乘性噪声。 subplot(2,2,1),imshow(I) subplot(2,2,2),imshow(J1) subplot(2,2,3),imshow(J2) subplot(2,2,4),imshow(J3)
MATLAB 三维绘图功能
Plot3函数（三维曲线图） Mesh函数（网格图）
Surf函数（曲面图）
（一）三维曲线图

plot3 —— 基本的三维图形指令
调用格式： plot3(x,y,z) —— x,y,z是长度相同的向量，以x, y, z为坐标绘
制三维曲线
plot3(X,Y,Z) —— X,Y,Z是维数相同的矩阵，以X,Y,Z对应列 为坐标绘制三维曲线 plot3(x1,y1,z1,‘s1’, x2,y2,z2,‘s2’, …) 选项的定义与plot函数相同
例：绘制三维线图 >>t=0:pi/50:10*pi; >>plot3(t,sin(t),cos(t),'r:')
例:绘制螺旋线 x=cos(t) y=sin(t) z=t 0≤t ≤4*pi >> t=0:0.001:4*pi; >> x=cos(t);y=sin(t);z=t; >> plot3(x,y,z) >> xlabel('x轴'),ylabel('y轴'),zlabel('z轴') >> grid on
peaks(30); shading interp; colormap(hot)
[X,Y,Z]=peaks(30); surfl(X,Y,Z) shading interp; colormap(cool); axis off
小结：色彩与效果
mesh, surf, surfc, surfl比较 ： shading ：涂色方式
rgb2ind：RGB图像向索引图像转换。包含三种不同方 法：均衡量化、最小值量化、色图映射。 im2java：一般图像向Java图像转换。 label2rgb：标志图像向RGB图像转换。
二、图像的增强
图像增强是指将原来不清晰的图像变 得清晰或强调某些关 注的特征，抑制 非关注的特征，使之改善图像质量、 丰富信息量，加强图像判读和识别效 果的图像处理方法。 主要目的： 改善视觉效果。 噪声抑制。 改善视觉效果的方法：
其它网格图






பைடு நூலகம்
例：利用mesh函数绘制不同着色方式的网状图。 Clear; close all; [X,Y]=meshgrid(-2:.2:2,-2:.2:2); Z=X.*exp(-X.^2-Y.^2); Subplot(1,3,1) Mesh(X,Y,Z); Subplot(1,3,2) Mesh(X,Y,Z,rand(size(Z)));%绘制随机彩色网状图 Subplot(1,3,3) M=mesh(X,Y,Z,2*ones(size(Z)),’edgecolor’,’k’);%绘制单色网 状图 Set(gcf,’color’,’w’)
三、图像去噪
现实中的数字图像在数字化和传输过程 中常受到成像设备与外部环境噪声干扰 等影响，称为含噪图像。取出或减轻在 获取数字图像中的噪声称为图像去噪。 图像去噪的过程大致分为以下几个步骤 ： 1. 读入图像数据。 2. 对图像添加噪声。 3. 对带噪声的图像数据进行滤波处理。 4. 显示处理后的图像。
图像的显示格式为： imshow(I,[low high])
I为要显示的图像矩阵。[low high]为指定 显示灰度图像的灰度范围。高于high的像 素被显示成白色；低于low的像素被显示 成黑色；介于High和low之间的像素被按 比例拉伸后显示为各种等级的灰色。如 ： I=imread('trees.tif'); imshow(I,[30 50])
im2uint16：将图像数组转换为uint16型。该函数不支持 二值图像序列的转换。 ind2gray：索引图像向灰度图像转换。 ind2rgb：索引图像向RGB图像转换。 mat2gray：将一个数据矩阵转换为灰度图像。 rgb2gray：RGB图像向灰度图像转换或将彩色色图转换 成灰度色图。
离散余弦变换（DCT）：
离散余弦变换(DCT for Discrete Cosine Transform)是与傅里叶变换相关的一种变 换，它类似于离散傅里叶变换(DFT for Discrete Fourier Transform),但是只使用实 数。 是图像压缩中的一种常见变换，它将图 像表示成具有不同振幅和频率和正弦曲 线的和。例如： b=dct2(saturn2);

下图太暗，看不清轮胎的细节，需要对 图像进行增强处理。
I=imread(‘tire.tif’); %读入图像 J=histeq(I); %直方图均化 subplot(1,2,1),imshow(I) %显示原始图像 subplot(1,2,2),imshow(J) %显示增强后图 像 figure subplot(1,2,1),imhist(I,64) %显示直方图 subplot(1,2,2),imhist(J,64）
三维曲面图绘制
与函数mesh（）不同，函数mesh（）绘制得到的是网格图，而 函数surf（）绘制得到的是着色的三维曲面图



比较mesh（）与surf（）的差别； [X,Y,Z]=peaks(30); Figure(1) Surf(X,Y,Z) Figure(2) Mesh(X,Y,Z)
添加噪声的结果：
去噪声处理：
邻域平均法： h=[1 1 1;1 1 1;1 1 1]; %产生滤波模板 h=h/9; %对模板归一化 J=conv2(J1,h); subplot(1,2,1),imshow(J1) subplot(1,2,2),imshow(J2)
去噪声处理：

中值滤波： J=medfilt2(J1); subplot(1,2,1),imshow(J1) subplot(1,2,2),imshow(J2)
三维图形的控制与修饰

1、视点处理 视点的函数格式为view，调用格式为： View（az，el） 其中az为方位角，el为仰角，它们均以度为单位。系统默 认的方位角为-37.5度，仰角为30度。
不同视觉图形 p=peaks;%系统提供的多峰值函数 subplot(2,2,1); mesh(peaks,p); view(-37.5,30); title('az=-37.5,el=30'); subplot(2,2,2); mesh(peaks,p); view(-17,60); title('az=-17,el=60'); subplot(2,2,3); mesh(peaks,p); view(-90,0); title('az=-90,el=0'); subplot(2,2,4); mesh(peaks,p); view(-7,-10); title('az=-7,el=-10');
一、图像的读取和显示 图像的读取格式为： A=imread(FILENAME,FMT) FILENAME 指定图像文件的完整路径和文件名。 如果在work工作目录下只需提供文件名。FMT为图 像文件的格式对应的标准扩展名。如： I1=imread ('D:\DCIM\100NCD90\55.bmp')');%读入图 像 图像的写入格式为： imwrite(A，FILENAME,FMT) FILENAME参数指定文件名。FMT为保存文件采用 的格式。 imwrite(I1,‘001.bmp');
clf; x= -1.5:0.2:1.5; y=-1:0.2:1; [X,Y]=meshgrid(x,y); p=sqrt(4-X.^2/9-Y.^2/4); subplot(3,2,1);mesh(p); %有网格 格子图，色调方向：有上到下 subplot(3,2,2);surf(p); %默认的方向：色调方向：有上到下 subplot(3,2,3);surfc(p)； %带等高线；色调方向：有上到下 subplot(3,2,4);surfl(p)； %色调方向：沿y轴方向 shading interp %平滑涂色 图，无格线 subplot(3,2,5);surfl(p) shading faceted %有网格涂色 格子图，有格线; subplot(3,2,6);surfl(p) shading flat %有网格涂色 格子图，无格线;
Matlab对数字图像的处理 图像和图像数据
图像文件的读写与查询
Matlab图像类型的转换
图像处理技术
图像的灰度变换与直方图
图像的空间变换
对图像进行边缘检测与分割
MATLAB图像处理