第五篇 Malab图像处理

第五篇Matlab图像处理数字图像的概念下标表示了当前像素点在图像中的位置；表示了图像当前位置的亮度或灰度；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。数码相机、摄像机、扫描仪等设备。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I=Imread(‘pathorname’)[I,map]=Imread(‘pathorname’)2）显示图像Imshow(I)Imshow(I,map)Imshow(I,[low,high])Imshow(I,[])格式描述后缀TIFF标签图像文件格式.tif.tiffJPEG联合图像专家组.jpg.jpegGIF图形交换格式（imwriteunuse）.gifPNG可移植网络图形.pngBMPWindows位图.bmpXWDXWindows转储.xwdI—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；3）pixval交互显示单个像素的亮度值；显示欧几里得距离；4）imfinfo获得图像文件信息；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—图像保存路径；fmt—图像保存格式；7）改变图像大小B=imresize(I,scale)B=imresize(I,[mrowsncols])[B,newmap]=imresize(I,map,scale)实例：5-1.m2、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，像素数据类型为uint8和uint16，分别对应[0255]、[065535]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；Islogical判断是否为逻辑矩阵；Sample：5*5大小矩阵，按图像显示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255来表示实际值；实例：5-2.m4）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。真彩劫图像<-房诚----延>灰度昂图像近似援平均R=巷G=掉B=知(R龟+G贝+B语)/良3亮度圾方程灶三基绳色与孔白光呀之间具的数上学关验系，用即三芬基色嗽按什揭么比哄例组户合可失以生尖成白岸光；R=灿G=醉B=饼0.旬3R狸+0落.5虹9G马+0为.1蜓1B实例达：5-屠3.踩m红＋戚蓝＝裹紫红＋吐绿＝榨黄蓝＋把绿＝齐青黄＋妖红＝华橙黄＋麦蓝＝社绿红＋糖蓝＋板绿＝披白3、图粪像类留型转丹换根据春需求带，将筛图像榆在不稍同类盾型间赔进行淹转换蹲；索姨引图押像，杜无法驼直接搏滤波丈；1）di暑th煤er通过瓣抖动绘算法庸转换晶图像障类型冬；X券=di琴th写er况(R脏GB,说ma朋p)抖动除算法岛将RG高B图像狭按指平定的签调色肌板ma然p转换跨为索济引图梨像X；BW蚀=di厦th衣er斜(I)将灰茄度图色像通扔过抖秘动算赛法转浩换为决二值蹦图像叼；2）im亭2b谱w通过此设置稀亮度帝阈值兽，把今真彩慢图像消、索娇引图动像以餐及灰烈度图询像转充换为冬二值幅图像炼；BW垫=秧i模m2盐bw羡(I盘,侮le贴ve碑l)灰度践图--酸--二值遭图BW耗=程i停m2暑bw瓜(X残,宪ma扣p,撑l动ev奥el纱)索引岗图--忆--二值顾图BW宇=洽i枣m2铃bw版(R浪GB渣,蛮le伐ve梳l)真彩钟图--界--二值谅图3）in遍d2碍gr朗ay将索沃引图效转换蓬为灰摄度图初像，柏命令浙去除膨了索只引图凭像的盆色度贤和饱设和度缘瑞信息碑，而猴仅保欠留了峰亮度跃信息禁；I锈=透in激d2叔gr你ay搞(X荒,m尸ap动)4）in诱d2隶rg跳b将索莫引图淡转换涝为真看彩图这像，始命令励把调甲色板挤中的挠颜色摔值赋意给了袜图像两矩阵穿；I艰=爆in棵d2挎rg蚂b(序X,钻ma扯p)5）ma变t2异gr崭ay将数卫据矩素阵转乒换为涛灰度驳图像娘；I印=差ma冶t2坟gr端ay靠(A己,斧[am朱inam舒ax])I绕=毫ma邮t2规gr驶ay插(A费)6）gr收ay念2i睛nd[X重,导ma麻p]饱=裤g渐ra悲y2缠in侍d(页I,沟n)灰度甘图--吵-索引星图[X省,未ma诉p]础=煎g贿ra涛y2君in遥d(鸽BW烈,n培)二值示图--傍-索引球图7）gr逗ay辜sl崭ic回e通过架设定燥阈值郊将灰坝度图壮像转肆换为章索引鸦色图栽；X惜=gr止ay暂sl表ic瘦e(庆I,咱n)把灰逮度图螺像均献匀量涝化为n个等报级，徐然后顽转换窃为伪亭彩色扫图像遇；8）rg皇b2室gr瞧ay真彩纱图像欲转换根为灰改度图妈像，朗或将欠彩色原调色细板转赛换为杨灰度口调色杰板；X兽=摘rg盯b2棕gr渐ay后(A蜂)9）rg垦b2尾in扑d真彩梨图像原转换谣为索选引图别像；[X,著ma销p]贞=然rg脆b2常in锋d(筛RG每B,壶n劲)调色己板含n中颜潮色X饮=终rg惠b2藏in拾d(抽RG发B,煎m景ap千)实例仿：5-转4.毙m4、颜屋色空飘间颜色棉空间诵是表垃示颜遗色的夫一维种数室学方根法，沸人们蹦用它拴来指新定和晌产生凶颜色相，使侦颜色悠形象见化。免颜色浮空间者中的狗颜色雁通常乖使用斗代表各三个叼参数守的三吸维坐形标来萄指定危，这惕些参宰数描箱述的糠是颜辅色在留颜色讨空间宿中的择位午置。毕被描靠述的伟颜色盲对象循本身圆是客碌观的厕，不犬同颜晕色空聪间只访是从膨不同夜的角蛋度去暴衡量液同一隙个对球象。颜色拢空间伞按基茂本结炒构可皆分为影两大模类：1）基渠色颜粘色空躁间；糠其典贸型结巾构有RG腥B，还振包括HS湾I,鞋H情SL和HS威V等，辰计算街机图枪形显只示就录属于市这类辛颜色刷空间仅；2）色皆、亮中分离饶颜色捕空间伙；其枣典型爬结构田包括YC瓜C/孟YU强V、La冠b等，傻主要请用于团电视递广播啊系统再，其模目的挂是通祸过压稀缩色像度信货息以特有效袖地播央送彩扬色电拴视图数像。CI啄E极XY闭Z是由劝国际锤照明沙委员质会定霜义的鞭颜色窝空间炮，通迷常作召为国您际性哗的颜椒色空茶间标摆准，俊用作跃颜色住的基杠本度孙量方叉法。CI悄E定义兆一切跳颜色牢空间稼的基犯准，拜它即趟属于股基色它颜色奶空间提，也大属于逼色、察亮分灭离颜均色空堵间，朴是贯妹穿两抬者的殖枢纽谅。常用挺的颜毙色空促间亮度(li狐gh旺tn泰es瓶s蛛or继i锈nt框en使si须ty圈o庆r鞋lu窄mi丽na蔑nc踪蝶e)：亮越度是白光作躬用于抚人眼桃所引欲起的老明亮磨程度闯的感勺觉，亿它与景被观妹察物叮体的柱发光确强度狂有关价，主龄要表桑现光帮的强鼠和弱宁；色调(hu互e)：色片调是已当人睛眼看幼一种糠或多魄种波容长的帖光时济所产秃生的绵色彩何感觉愤，它民反映渠颜色昂的种挡类，负是决被定颜渐色的改基本草特征馒；饱和辱度(sa驰tu伪ra台ti胁on)：饱老和度冈是指旨颜色掘的纯典度即神掺入而白光闯的程饱度，薪表示础颜色五深浅驱的程明度；1）RG跌B用于蓬计算籍机图效形学学中，绩采用部红、巴绿和吃蓝来蹲生成帽目标闷颜色劈燕；结右构简箭单，沾但存车储较去费带抬宽；微软炉和惠良普曾姐推出虏一个体叫st秆an哀da冲rd规R贤GB的色插域标膜准(sR案GB)，是愧一个鸣基于32位PC机的绸标准蚕。sR之GB只是驻人眼能充辨别颗的色寇彩空就间的管一部暴分，立而很窃多色糟彩都猾无法振显示慢。但吗这个谎标准厕还是掏被广好泛接钟受。日我们仇现在订在使粉用的概显示泉器、阳扫描陷仪、爪打印移机、专数码析相机副，许刚多都位使用上这个垂标准汽。03年，糊微软摩又推阿出了sc核RG候B色域孝标准黄，它爬拓展刃了色泛域范嚼围，土全部嫌复盖标人眼划可见秘的色携域范谈围其16位的逗精度沙也大思大超浮过8位的sR芽GB。2）YU料V颜色脱空间主要时用于猾视频科系统盐中，蚕其中Y代表票亮度斜，UV代表珍色度克。亮皮度是业通过RG军B输入军信号度来建蹦立的传，它漫将RG葬B信号织的特彼定部炕分叠柳加到怪一起芳。色刮度则球定义天了颜男色的秀两个钞方面悄，饱歌和度(s蚕at叹ur称at惯io哈n)与色宪调(h挽ue宪)，分备别用Cr和Cb来表摘示。猪其中倦，Cr反映电了RG澡B输入圆信号铅红色侮部分恨与RG雷B信号购亮度萝值之鲁间的涝差异芽。而Cb反映驳的是RG认B输入以信号摔蓝色森部分强与RG划B信号读亮度钻值之抵同的男差异浅。ga劣mm缸a校准色的RG荡B与YU幼V颜色吧空间兴的转蛛换：Y贞=哗0.播29踏9R蹦+厅0炎.5狐87棉G屑+爽0.逗11讨4BU拨=肺-0他.1貌47害R粥-晶0.子28湖9G波+宫0填.4随36违BV基=远0.闭61注5R高-针0也.5搜15拆G钢-阿0.侮10犯0BR往=喊Y票+填1.劣14须0VG其=苍Y恶-拖0.傲39顶5U此-趁0挂.5夸81竭VB甘=领Y缴+匀2.捏03丝式2U3）CM筝YK颜色茂空间主要则用于叨彩色发打印到，也总称印渐刷色疑彩模触式，CM驼Y是3种印涝刷油其墨名旗称的码首字柳母：请青色Cy做an、洋溪红色Ma股ge治nt垫a、黄晃色Ye岗ll酬ow，而K取的兰是bl寒ac直k最后盛一个倍字母斑。RG悼B模式翻是一菠种发熊光的晒色彩段模式扎，CM缘瑞YK则是茎一种摘依靠树反光瞧的色坐彩模底式。Ma犁tl多ab的颜献色空问间转宜换指疗令rg却b2欲nt蔽scnt辰sc繁2r灭gbrg作b2状hs户vhs川v2确rg塘brg醋b2选Yc础bc规rYc晨bc遍r2尽rg毙b5、其采它图昆像显垒示相柱关命摩令1）im羡ag召eim第ag舰e(培I)谜,c耍ol右or辞ma数p(诊ma零p)im镰ag滑e命令破用于显显示I矩阵勤表示判的图姨像，狮索引脑图像萌必须贸使用栏调色采板；2）mo洒nt忌ag谷e多帧井图像罩，四屑维，HD盛F、TI征FF；实例更：5-简6.赚m，创按建一嚷个四社帧图棋像，棉并在拳一幅状图中返显示认；3）im冒mo壤vi速e以动借画方亲式显光示图融像各誓帧，瓦既将料各帧宫图片义转换亏为ma巴tl施ab动画拢格式爪；只范能用扎索引陪图像并；mo姻v=im莲mo岂vi急e(摩X,拘ma凤p)实例焦：5-拉7.握m4）su服bi碰ma国gesu纷bp疲lo艘t以子宽图方岗式在照一个淘图像偿窗口撇中显泼示多禽幅图恋像，挪但整爷个图补像窗撇口采宜用一弹个调禽色板壳，su惠bi都ma配ge可以挖在各雨个子尚图中中采用丘各自毁的调煮色板旋；实例外：5-宝8.援m5）zo沿om缩放剪图像zo鸭om专o宰n，zo患om培o始ff打开衣或关绩闭缩雹放功雀能zo歉om恶o毯ut恢复剖图像讯的原营始尺爽寸zo段om跨r康es虎et以当介前图药像尺烟寸作鹿为缩竿放起踢点zo向omxo越n，zo伙om王y夏on设置X或Y轴缩肚放功欧能6）wa横rp纹理氏映射im霜sh测ow显示粒的图崭像在脖二维部平面懒上，宗纹理口映射腰可以检把图庆像显析示在币其他央类型泽的表掩面，尊如柱邮面、谣球面砖等等悉；wa胖rp泽(x桨,y央,z棍,I)把图参像I显示症在平竿面(x,罚y,宰z)实例司：5-泼9.装m图像堵的几袜何操助作图像躁的缩讨放、自旋转伍、分帖割、泰剪切溪都属腾于几算何操谨作。图像各插值—缩放搁等操表作时凝的像要素取奋法1、图肠像插当值运叔算1）最辈近邻和插值ne哀ar肠es搏t绘ne道ig军hb羽or咽i摇nt葵er赏po峡la暂ti惯on每个坑插值娇输出挂像素添的值苏就是亏输入债图像楼中与偿其最浅近的请采样狂点的镇值；壁它是ma甘tl摧ab图像惧处理找工具吵箱默案认的愚插值旧方法嘉，计毁算量奋小、秤速度谦快，迁对索广引图技像来表说是盏唯一锯的方恭法。肚但当鸽图像险中含佩有较连多高伞频分库量时腾，会丙造成歉放大亚后的湖块状跃效应圾；2）双疤线性挎插值bi挤li汤ne锯ar户i扁nt稍er晴po烧la万ti朗on其输接出像睁素值踏是它扔在输村入图闸像位暗置上2×夕2邻域霜内四赖个像烟素的及平均免值，兽即由队某个块像素坚周围戴四个霉像素教的灰衣度值谱在水设平和刷垂直食两个布方向乎进行丝式插值利；3）双谈三次练插值bi翁cu皇bi梨cin乘te线rp呜ol瓜at钉io输n其输旗出像木素值准是它绒在输胜入图影像位会置上4×割4邻域俭内16个像娇素的柔平均倍值；插值侵效果齿的提冲升带毁来了赏大量刷的计裳算，柱插值阶算法和是目顾前研贝究的袜一项卵内容更；2、im访re昌si只ze图像视插值千缩放B姻=im悄re雷si桥ze庭(A,时sc华al灿e)输入凑图像A可以凯是灰阅度图辱、二姻值图京或RG射B真彩适图，sc禁al仙e是缩肚放比治例，驶大于0；B挣=im析re睁si伪ze第(A,泼[mr么ow攻snc古ol他s])[mr造ow陷snc旺ol厘s]用于拦指定搅目标蜂图像拦的尺坊寸，浓如果薯希望辈保持绑长宽壳比缩际放，丈可以胃只指定定一恨个参待数，睡另一堤置为Na给N；[Yne捐wm雨ap]毛=im目re蔽si令ze论(X,易ma包p,烈s字ca菌le穗/绝[mr阴ow敏snc型ol旨s])输入怒图像A是索与引图递，缩路放比铁例或夏尺寸岔采用依上两斯种均屿可；[.廊..仅]异=im危re依si狱ze(.权..豆,舰me败th冈od女)me零th贞od用来痕指定刘缩放啄插值片方法摘，‘ne汗ar梁es牵t’、‘bi省li什ne怀ar泪’、‘bi何cu粉bi塑c’；实例芹：5-穿10关.m3、im皇ro支ta刚te图像还插值什旋转B塑=im康ro把ta轻te设(A,啦an纳gl大e,衣m冤et滋ho窄d)旋转山后图表像超尊过原款图像那的部阳分默路认置垄为0，me朵th怨od用来个指定扭缩放画插值此方法国，‘ne盯ar半es轿t’、‘bi戒li雹ne衫ar’、‘bi撇cu元bi你c’；B富=im输ro郊ta检te职(A,沿an栋gl蓬e,me样th模od市,’假cr具op’)可以摊采用cr晒op参数仙对旋辽转后佳图像敌进行槐剪切曾，实例欢：5-仪11桨.m4、im距cr亚op图像缠的剪挤切从原亿始图勺像中信剪切锁一个缝矩形窗子图付，指肯定矩肝形顶牌点的冤坐标银及长劈燕宽，箭或鼠令标选若取；B君=im刮ro束ta缺te适(A,诱an脂gl稀e,办m订et第ho委d)旋转株后图庆像超粮过原粮图像方的部拦分默蹄认置术为0，me雅th竞od用来抄指定剧缩放陈插值森方法绢，‘ne薄ar骨es梅t’、‘bi勒li吨ne梯ar’、‘bi量cu车bi煤c’；B枕=im荣ro岁ta岸te匙(A,例an兆gl族e,me输th丽od璃,’纸cr炎op’)可以飘采用cr述op参数勺对旋野转后话图像鞠进行边剪切盘，实例普：5-丛12把.m图像纺邻域逐和块此操作1、滑粗块邻既域操纯作滑块歼邻域捞是一茄组像故素，蒸操作瘦对象霞为邻企域中轿心的磨像素罚。对介于m×陪n的滑窑块邻余域，侵其中桶心像密素的命位置银为：fl酿oo凭r旦(拦(像[m扑,n辽]+狱1羽)世/炮2漂)m=斩2,敞n=盾3集fl匪oo伙r(诞([暑2,尸3]沟+1棕)/毙2)插=f锻lo斧or跨([覆3,破4]目/2禾)=瓜[1孟,2毫]滑动嗽邻域劝操作置的步天骤：1）选湖择像悟素；2）确届定滑牧动邻方域的耳大小著；3）根岩据需呆要，庸选择销函数朝对邻筹域内播像素进操作亿；4）计芦算结裹果作绸为输按出图柄像的膜该点地像素动值；5）按1-裤4遍历爪原图崇像中都的所科有像爱素；邻域鸣操作得函数1）co致lf告il勤t快速报邻域放操作傍，为查每一鹿个像奶素建仔立一棒个列茎向量顿，向玩量元犯素对访应于补该像尿素邻特域的近元素化；B群=co拼lf陆il槽t(拔A,跨[mn]背,b榨lo烛ck挪_t么yp弱e,巧fu皂n)B溉=co摆lf演il旅t(程A,赤[mn]胀,[念mb瓣lo煎ckbl罪oc枪k]史,b袄lo大ck朴_t新yp粪e,毁fu信n)[m,每n]滑块赛大小bl雁oc思k_逼typ年e‘d池is殖ti授nc妥t’图像吧块不枕重叠‘sl卫id光in驳g’图像聋块滑道动fu网n块运虚算函吗数实例预：5-稿13透.m2）nl絮fi葱lt仓er通用诞滑动等窗操煌作函雄数，母为每锡一个苹像素森建立阵一个贸列向款量，鉴向量吩元素洞对应谋于该毙像素逝邻域讽的元捆素；B缺=茎nl讯fi伤lt谦er注(A房诚,绳[m丹n猫],养f蹦un恒)[m,塔n]滑块嗽大小fu盏n块运迅算函刺数实例它：5-阿14疗.m2、图呼像块座操作把图倾像矩蒜阵分恰成同窜样大慕小的扔子块(子矩吹阵)，图坝像操暂作转鼓化为搜矩阵繁运算牢，提旋高处陷理速条度。图像谋压缩缺图栋像分脂析图像箱块相菊关函烂数1）be可st莫bl惧k块尺蔑寸选完择函诉数si竹z=be泻st昏bl锹k(敢[mn]套,k)[mb湿,n计b]小=be摸st掏bl牢k(荐[mn]栗,k)返回m×姓n维图鸦像的欣块划煮分值si洪z，或[mb寺,n轧b]为划肝分图萝像块方的行想数和槐列数骨，k图像尾块长绞度或健宽度叫的最就大值畜；>>si日z=b狭es备tb怎lk吴([敬10烫24绸7自68晌],敞16傅)si狭z=左1惰616>>脏[棉m,茅n]疯=b天es丢tb草lk队([棵10纱24粒,7勺68缺],今10偷)m殃=抬8n疏=它82）bl虑kp引ro膀c块操款作函交数B昌=窑bl炕kp举ro览c(谋A,贡[m盈n论],剪fu活n)B骄=烛bl拐kp你ro姓c(寻A,饶[m凉n拉],贿[m丢bo捡rd毒er嘉n勾bo塑rd海er盛],井fu脚n)以m×颠n大小砖的图奶像块滔划分熔对图舍像矩花阵A做函面数fu债n运算芝；[m辰bo繁rd茫er绕n剧bo壮rd跨er导]为扩逗展边盒界，润实际扶图像攀块大衫小为[m瘦+2候×m摊bo届rd叔er用n艺+2社×n棍bo减rd绣er耐]；实例步：5-燃15更.m3）co击l2素im把列轧向量汪排列越成图之像块A辈=腔co杏l2蹲im使(B绵,[退mn]谨,[仗mmnn],bl搂oc僻k_燥ty秤pe)把图悉像B的每喉一列菌重新皇排列驻成m×帽n的图钓像块喜，按香排列法类型仍最终拉形成鹿一个mm财×n籍n的图竞像；bl陪oc育k_斩typ被e‘d药is枕ti姨nc柴t’图像摸块不浙重叠‘sl圆id定in愚g’图像畜块滑室动4）im弯2c畜ol把图副像块怠排列貌成列虑向量B谊=塑im国2c兴ol合(A它,[庭mn]蔬,b哭lo鼻ck排_t如yp长e)把图波像A的每饺一个m×道n的图永像块肆，重君新组爬合成挎图像B；实例洽：5-榜16葬.m3、图资像区誉域划盘分二值台掩膜茫处理1）ro惨ip肉ol岭y多边燥形区桶域选爪择BW壳=ro逐ip皆ol忌y(甚I)BW拿=ro维ip辜ol瓶y(牙I,却c,绵r拜)实例拔：5-墨17煎.m