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第九章第九章图象处理工具箱图象处理工具箱 图像处理工具箱知识点搜索图像处理工具箱知识点搜索 图像处理的基本概念图像处理的基本概念 图像的读、写、显示图像的读、写、显示 图像的几何加工处理图像的几何加工处理 图像的线性过滤操作图像的线性过滤操作 图像的函数变换图像的函数变换 图像的加工和分析图像的加工和分析图像作为一种特殊的数据近来已经作为科学计算的对象,而近几年的数学建模竞赛也不断出现有关的题目。例如 2001 年全国大学生数学建模竞赛的 A题,给你一段血管的 100 个横截面的图像,让你再现真实血管的中心曲线的公式。 2002 年美国数学建模竞赛的 C题,给你一张美国佛罗里达某类蜥蜴的栖息地地图让你建立该种群的生存与栖息地的关系等等。 MATLAB 提供了一个强大的图像处理功能,包括各种类型图像文件的读入、输出。图像的各种加工命令等。本章介绍 image 图像的基本概念和计算机上的存储方式,各种对图像进行操作的命令, 以及一些数学建模中的一些例子。 图像处理模块知识点搜索在 MATLAB 的 Help 界面的左下的栏进行搜索,在该栏中可以看到一个 Image Processing Toolbox 即图像处理工具箱, 见图 图 打开 Image Processing Toolbox ,我们可以看到有关图像处理的详细资料、一个典型的例子、和对图像进行处理的所有命令的列表。见图 image 图像的基本概念图像文件是以 BMP 、 HDF 、 JPEG 、 PCX 、 BNG 、 TIFF 、 XWD 为扩展名的 WINDOWS 文件。 MATLAB 对于图像的存储形式大部分是用二维数组(矩阵)进行的,矩阵中的一个元素对应图像的一个像素,例如:一个由 200 行 300 列不同颜色的点组成的图像可以用 200 × 300 的矩阵来表示。而有些图像例如 RGB 即真彩色的图像需要三维的数组来表示,第一维是红色像素的深度,第二维是绿色像素的深度,第三维是兰色像素的深度。图像分三种类型索引图像强度图像真彩( RGB )图像 索引图像( Indexed ) 索引图像是由一个数据矩阵 X和一个颜色映像矩阵 Map 组成。其中 Map 是一个 m×3的数据矩阵,其每一个元素是[0, 1]之间的双精度浮点型数据,每一行是一个有红、绿、蓝调色成的一个点。这样矩阵 X的行定位了一个像素的平面位置, Map 矩阵相应的行定义了该点的颜色。我们可以用以下命令显示一幅索引图像【例 】读入一个图像文件并显示出来 load clown % 输入一个图形文件 clims = [10 60]; image(X ) colormap(map )则索引图像为图 强度图像( Intensity ) MATLAB 中的强度图像也就是 Windows 下的灰度图像。一幅强度图像有一个数据矩阵 I,其元素代表了该点的颜色强度值。矩阵中的元素可以是双精度的浮点类型、 8位或 16 位无符号的整数类型。在多数情况下,强度图像很少和颜色映像表一起保存。显示一幅强度图像时需要函数 imagesc 。我们来看一个例子【例 】读入并显示灰度图像 load clown clims = [10 60]; imagesc(X,clims ) colormap(gray )结果见图 真彩图像(RGB) 真彩图像在 MATLAB ZH 中存储为 n×m×3的超立体数组,它定义了图像像素的平面位置和该点的颜色。颜色元素中红、绿、蓝分别为 8位数,这样可以调制成上千万种颜色。在 MATLAB 中可以用 image ( RGB )命令来显示真彩图像,例如: 【例 】读入并显示真彩***像 X= imread(' '); % 读取 TIFF 格式的图象文件 imwrite(X,'','Quality',100) % 图象以 JPG 格式文件保存 imfinfo(' ') % 读取图象文件特征信息 image(imread( ‘ ’)) % 读取 JPG 格式文件,并显示图像 axis image off % 保持宽高比和隐去坐标结果图像为图