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第7讲 图像处理基础


图1 真彩色图像的结构
2. 索引色图像
Matlab中的索引色图像包含2个结构,一个是调色 板;另外一个是图像数据矩阵。调色板是一个有3列和 若干行的色彩映像矩阵,矩阵的每行都代表一种色彩, 通过3个分别代表红、绿、蓝颜色强度的双精度数,形 成一种特定的颜色。 需要注意的是Matlab中的调色板的色彩强度是 [0,1]中的浮点数,0代表最暗,1代表最亮。
Matlab图像类型转换函数
工具箱中提供了许多图像类型转换的函数, 从这些函数的名称就可以看出它们的功能。 1. gray2ind函数 功能:将灰度图像转换成索引图像。 格式:[X, map]= gray2ind(I, n)
Matlab图像类型转换
2. grayslice函数
功能:通过设定阈值将灰度图像转换成索引色图像。 格式:X=grayslice(I, n) X=grayslice(I, v)
8. rgb2ind函数 功能:将真彩色图像转换成索引色图像。 格式:RGB=rgb2ind(X, map)
图5 是一幅二值图像的结构
图5 二值图像的结构
5. 图像序列

图像处理工具箱支持将多帧图像连接成图像序列。图 像序列是一个四维的数组,图像帧的序号在图像的长、 宽、颜色深度之后构成第四维。比如一个包含了5幅 400×300真彩色图像的序列,其大小为 400×300×5。 要将分散的图像合并成图像序列可以使用Matlab的 cat函数,前提是各图像的尺寸必须相同,如果是索 引色图像,调色板也必须是一样的。

图像序列

比如要将A1、A2、A3、A4、A5五幅图像合并 成一个图像序列A,Matlab语句为 A=cat (4,A1,A2,A3,A4,A5) 也可以从图像序列中抽出1帧,比如语句 FRM3=MULTI (:、:、:、3) 是将序列MULTI中的第3帧抽出来赋给矩阵 FRM3。

Matlab 图像处理工具箱———
Image Processing Toolbox


提高图像质量,使模糊的图像变得清晰; 提取图像的有效特征,以便进行模式识别; 通过图像变换和有效编码来压缩其频带或数据, 以便传输或存储。
一、图像处理工具箱函数

包含一百余个函数,按其内容划分为以下几类:
⑴、图像显示函数; ⑵、图像文件输入、输出函数; ⑶、图像几何操作函数; ⑷、图像像素值及统计函数;
3. imb2bw函数
功能:将灰度图像、索引色图像和真彩色图像转化成二值图像。 格式:BW=im2bw(I, level)
BW=im2bw(X, map, level)
BW=im2bw(RGB, level)
Matlab图像类型转换
4. ind2gray函数
功能:将索引图像转换成灰度图像。
格式:I= Ind2gray(X, map) 5. ind2rgb函数 功能:将索引色图像转换成真彩色图像。 格式:RGB=ind2rgb(X, map)
色,所以对1个尺寸为m×n的真彩色图像来说,其数据 结构就是一个m×n×3的多维数组。如果要读取图像中 (100,50)处的像素值,可以查看三元组(100,50,1∶3). 真彩色图像可用双精度存储,此时亮度值的范围是 [0,1]。比较符合习惯的存储方法是用无符号整型存 储,亮度值的范围为[0,255]。
⑸、图像分析函数;
⑹、图像增强函数; ⑺、线性滤波函数;
一、图像处理工具箱函数
⑻、二维线性滤波器设计函数; ⑼、图像变换函数;
⑽、图像邻域及块操作函数; ⑾、二值图像操作函数; ⑿、基于区域的图像处理函数; ⒀、颜色图操作函数; ⒁、颜色空间转换函数; ⒂、图像类型和类型转换函数。
二、图像和图像的数据类型
Matlab还支持图像数据的另一种类型无符号整型(uint8),即图 像矩阵中的每个数据占用1个字节。 Matlab及工具箱中的大多数操作及函数(比如最基本的矩阵相加) 都不支持uint8类型。uint8的优势仅在于节省存储空间,在涉及运 算时将其转换成double型。


图像数据类型转换函数

Matlab图像类Leabharlann 转换6. mat2gray函数
功能:将一个数据矩阵转换成一幅灰度图像。 格式:I=mat2gray(A, [amin amax]) I=mat2gray(A)
7. rgb2gray函数
功能:将一幅真彩色图像转换成灰度图像。 格式:I= rgb2gray(RGB)
newmap= rgb2gray(map)

在缺省的情况下,Matlab将图像中的数据存储为双精度类型 (double),即64bit浮点数。这种存储方法的优点在于,使用中 不需要数据类型的转换,因为几乎所有的Matlab及其工具箱函数 都可以使用double作为参数类型。然而对于图像存储来说,用 64bit表示图像数据会导致巨大的存储量,
im2double():将图像数组转换成double精度类型 有效输入数据类型:logical,uint8,uint16,double im2uint8():将图像数据转换成unit8类型 有效输入数据类型:logical,uint8,uint16,double im2uint16():将图像数组转换成unit16类型 有效输入数据类型:logical,uint8,uint16,double
图像处理工具箱所支持的图像类型

图像处理工具箱支持5种图像类型


真彩色图像(RGB images)
索引色图像(index images)


灰度图像(intensity images)
二值图像(binary images)

多帧图像组成的图像序列。
图像类型
1. 真彩色图像
真彩色图像用 R、G、B 3个分量表示1个像素的颜
图2 索引色图像的结构
图3. 灰度图像
存储灰度图像只需要 一个数据矩阵,数据 类型可以是double, 值域为[0,1] ,也可 以是uint8,值域 [0,255]。
4. 二值图像

又称黑白图像,二值图像只需一个数据矩阵,每个像 素只有2个灰度值。二值图像可以采用uint8或double 类型存储,工具箱中以二值图像作为返回结果的函数 都使用uint8类型。
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