圖像處理工具箱
1. 圖像和圖像數據
缺省情況下，MATLAB將圖像中的數據存儲為雙精度類型(double)，64位浮點
數，所需存儲量很大；MATLAB還支持另一種類型無符號整型(uint8)，即圖像矩
陣中每個數據占用1個字節。
在使用MATLAB工具箱時，一定要注意函數所要求的參數類型。另外，uint8
與double兩種類型數據的值域不同，編程需注意值域轉換。
從uint8到double的轉換
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圖像類型 MATLAB語句
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索引色 B=double(A)+1
索引色或真彩色 B=double(A)/255
二值圖像 B=double(A)
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從double到uint8的轉換
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圖像類型 MATLAB語句
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索引色 B=uint8(round(A-1))
索引色或真彩色 B=uint8(round(A*255))
二值圖像 B=logical(uint8(round(A)))
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2. 圖像處理工具箱所支持的圖像類型
2.1 真彩色圖像
R、G、B三個分量表示一個像素的顏色。如果要讀取圖像中(100,50)處的像素值，
可查看三元數據(100,50,1:3)。
真彩色圖像可用雙精度存儲，亮度值范圍是[0,1]；比較符合習慣的存儲方法是用無
符號整型存儲，亮度值范圍[0,255]
2.2 索引色圖像
包含兩個結構，一個是調色板，另一個是圖像數據矩陣。調色板是一個有3列和若干行
的色彩映象矩陣，矩陣每行代表一種顏色，3列分別代表紅、綠、藍色強度的雙精度數。
注意：MATLAB中調色板色彩強度[0,1]，0代表最暗，1代表最亮。
常用顏色的RGB值
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顏色 R G B 顏色 R G B
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黑 0 0 1 洋紅 1 0 1
白 1 1 1 青藍 0 1 1
紅 1 0 0 天藍 0.67 0 1
綠 0 1 0 橘黃 1 0.5 0
藍 0 0 1 深紅 0.5 0 0
黃 1 1 0 灰 0.5 0.5 0.5
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產生標准調色板的函數
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函數名 調色板
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Hsv 色彩飽和度，以紅色開始，並以紅色結束
Hot 黑色－紅色－黃色－白色
Cool 青藍和洋紅的色度
Pink 粉紅的色度
Gray 線型灰度
Bone 帶藍色的灰度
Jet Hsv的一種變形，以藍色開始，以藍色結束
Copper 線型銅色度
Prim 三棱鏡，交替為紅、橘黃、黃、綠和天藍
Flag 交替為紅、白、藍和黑
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缺省情況下，調用上述函數灰產生一個64×3的調色板，用戶也可指定調色板大小。
索引色圖像數據也有double和uint8兩種類型。
當圖像數據為double類型時，值1代表調色板中的第1行，值2代表第2行……
如果圖像數據為uint8類型，0代表調色板的第一行，，值1代表第2行……
2.3 灰度圖像
存儲灰度圖像只需要一個數據矩陣。
數據類型可以是double，[0，1]；也可以是uint8，[0,255]
2.4 二值圖像
二值圖像只需一個數據矩陣，每個像素只有兩個灰度值，可以采用uint8或double類型存儲。
MATLAB工具箱中以二值圖像作為返回結果的函數都使用uint8類型。
2.5 圖像序列
MATLAB工具箱支持將多幀圖像連接成圖像序列。
圖像序列是一個4維數組，圖像幀的序號在圖像的長、寬、顏色深度之后構成第4維。
分散的圖像也可以合並成圖像序列，前提是各圖像尺寸必須相同，若是索引色圖像，
調色板也必須相同。
可參考cat()函數 A＝cat(4,A1,A2,A3,A4,A5)
3. MATLAB圖像類型轉換
圖像類型轉換函數
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函數名 函數功能
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dither 圖像抖動，將灰度圖變成二值圖，或將真彩色圖像抖動成索引色圖像
gray2ind 將灰度圖像轉換成索引圖像
grayslice 通過設定閾值將灰度圖像轉換成索引色圖像
im2bw 通過設定亮度閾值將真彩色、索引色、灰度圖轉換成二值圖
ind2gray 將索引色圖像轉換成灰度圖像
ind2rgb 將索引色圖像轉換成真彩色圖像
mat2gray 將一個數據矩陣轉換成一副灰度圖
rgb2gray 將一副真彩色圖像轉換成灰度圖像
rgb2ind 將真彩色圖像轉換成索引色圖像
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4. 圖像文件的讀寫和查詢
4.1 圖形圖像文件的讀取
利用函數imread()可完成圖形圖像文件的讀取，語法：
A=imread(filename,fmt)
[X,map]=imread(filename,fmt)
[...]=imread(filename)
[...]=imread(filename,idx) （只對TIF格式的文件）
[...]=imread(filename,ref) （只對HDF格式的文件）
通常，讀取的大多數圖像均為8bit，當這些圖像加載到內存中時，Matlab就將其存放
在類uint8中。此為Matlab還支持16bit的PNG和TIF圖像，當讀取這類文件時，Matlab就將
其存貯在uint16中。
注意：對於索引圖像，即使圖像陣列的本身為類uint8或類uint16，imread函數仍將
顏色映象表讀取並存貯到一個雙精度的浮點類型的陣列中。
4.2 圖形圖像文件的寫入
使用imwrite函數，語法如下：
imwrite(A,filename,fmt)
imwrite(X,map,filename,fmt)
imwrite(...,filename)
imwrite(...,parameter,value)
當利用imwrite函數保存圖像時，Matlab缺省的方式是將其簡化道uint8的數據格式。
4.3 圖形圖像文件信息的查詢 imfinfo()函數
5. 圖像文件的顯示
5.1 索引圖像及其顯示
方法一：
image(X)
colormap(map)
方法二：
imshow(X,map)
5.2 灰度圖像及其顯示
Matlab 7.0 中，要顯示一副灰度圖像，可以調用函數 imshow 或 imagesc （即
imagescale，圖像縮放函數）
(1) imshow 函數顯示灰度圖像
使用 imshow(I) 或 使用明確指定的灰度級書目：imshow(I,32)
由於Matlab自動對灰度圖像進行標度以適合調色板的范圍，因而可以使用自定義
大小的調色板。其調用格式如下：
imshow(I,[low,high])
其中，low 和 high 分別為數據數組的最小值和最大值。
(2) imagesc 函數顯示灰度圖像
下面的代碼是具有兩個輸入參數的 imagesc 函數顯示一副灰度圖像
imagesc(1,[0,1]);
colormap(gray);
imagesc 函數中的第二個參數確定灰度范圍。灰度范圍中的第一個值（通常是0），
對應於顏色映象表中的第一個值（顏色），第二個值（通常是1）則對應與顏色映象表
中的最后一個值（顏色）。灰度范圍中間的值則線型對應與顏色映象表中剩余的值（顏色）。
在調用 imagesc 函數時，若只使用一個參數，可以用任意灰度范圍顯示圖像。在該
調用方式下，數據矩陣中的最小值對應於顏色映象表中的第一個顏色值，數據矩陣中的最大
值對應於顏色映象表中的最后一個顏色值。
5.3 RGB 圖像及其顯示
(1) image(RGB)
不管RGB圖像的類型是double浮點型，還是 uint8 或 uint16 無符號整數型，Matlab都
能通過 image 函數將其正確顯示出來。
RGB8 = uint8(round(RGB64×255)); ％ 將 double 浮點型轉換為 uint8 無符號整型
RGB64 = double(RGB8)/255; ％ 將 uint8 無符號整型轉換為 double 浮點型
RGB16 = uint16(round(RGB64×65535)); ％ 將 double 浮點型轉換為 uint16 無符號整型
RGB64 = double(RGB16)/65535; ％ 將 uint16 無符號整型轉換為 double 浮點型
(2) imshow(RGB) 參數是一個 m×n×3 的數組
5.4 二進制圖像及其顯示
(1) imshow(BW)
在 Matlab 7.0 中，二進制圖像是一個邏輯類，僅包括 0 和 1 兩個數值。像素 0 顯示
為黑色，像素 1 顯示為白色。
顯示時，也可通過NOT(~)命令，對二進制圖象進行取反，使數值 0 顯示為白色；1 顯示
為黑色。
例如： imshow(~BW)
(2) 此外，還可以使用一個調色板顯示一副二進制圖像。如果圖形是 uint8 數據類型，
則數值 0 顯示為調色板的第一個顏色，數值 1 顯示為第二個顏色。
例如： imshow(BW,[1 0 0;0 0 1])
5.5 直接從磁盤顯示圖像
可使用一下命令直接進行圖像文件的顯示：
imshow filename
其中，filename 為要顯示的圖像文件的文件名。
如果圖像是多幀的，那么 imshow 將僅顯示第一幀。但需注意，在使用這種方式時，圖像
數據沒有保存在Matlab 7.0 工作平台。如果希望將圖像裝入工作台中，需使用 getimage 函
數，從當前的句柄圖形圖像對象中獲取圖像數據，
命令形式為： rgb ＝ getimage;
bwlabel
功能：
標注二進制圖像中已連接的部分。
L = bwlabel(BW,n)
[L,num] = bwlabel(BW,n)
isbw
功能：
判斷是否為二進制圖像。
語法：
flag = isbw(A)
相關命令：
isind, isgray, isrgb
74．isgray
功能：
判斷是否為灰度圖像。
語法：
flag = isgray(A)
相關命令：
isbw, isind, isrgb
11．bwselect
功能：
在二進制圖像中選擇對象。
語法：
BW2 = bwselect(BW1,c,r,n)
BW2 = bwselect(BW1,n)
[BW2,idx] = bwselect(...)
舉例
BW1 = imread('text.tif');
c = [16 90 144];
r = [85 197 247];
BW2 = bwselect(BW1,c,r,4);
imshow(BW1)
figure, imshow(BW2)
47．im2bw
功能：
轉換圖像為二進制圖像。
語法：
BW = im2bw(I,level)
BW = im2bw(X,map,level)
BW = im2bw(RGB,level)
舉例
load trees
BW = im2bw(X,map,0.4);
imshow(X,map)
Matlab中如何讀出寫入圖像文件以及對圖像的簡單處理
MATLAB圖像處理工具箱支持四種基本圖像類型:索引圖像、灰度圖像、二進制圖像和RGB圖像。MATLAB直接從圖像文件中讀取的圖像為RGB 圖像。它存儲在三維數組中。這個三維數組有三個面,依次對應於紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)三種顏色,而面中的數據則分別是這三種顏色 的強度值,面中的元素對應於圖像中的像素點。設所得矩陣為X三維矩陣(256,256,3) ,X(:,:,1)代表紅顏色的2維矩陣 X(:,:,2)代表綠顏色的2維矩陣, X(:,:,3)代表蘭顏色的2維矩陣。[X, map]=imread('34.bmp');r=double(X(:,:,1)); %r是256 x 256的紅色信息矩陣g=double(X(:,:,2)); %g是256 x 256的綠色信息矩陣b=double(X(:,:,3)); %b是256 x 256的蘭色信息矩陣
索引圖像數據包括圖像矩陣X與顏色圖數組map,其中顏色圖map是按圖像中顏色值進行排序后的數組。對於每個像素,圖像矩陣X包含一個值,這個值就是顏 色圖數組map中的索引。顏色圖map為m×3雙精度矩陣,各行分別指定紅、綠、藍(R、G、B)單色值,map=[RGB],R、G、B為值域為 [0,1]的實數值,m為索引圖像包含的像素個數。
對於相同的數據,采用uint8格式比雙精度格式節省內存空間,從而更經濟。在MATLAB中
如果索引圖像的顏色圖小於256行,則它的圖像矩陣以uint8格式存儲,否則以雙精度格式存儲。
一：imread:從圖像文件夾中讀取圖像。
A = imread(FILENAME,FMT) 讀取圖像到A，如果文件是包含一灰度圖像，A是一二維矩陣，如果文件是包含一真彩色圖像（RGB），A是一三維矩陣（M-by-N-by-3）。FILENAME ：圖像文件名；FMT：圖像文件格式；
文件必須在當前目錄下，或在Matlab的一路徑上。如果 imread不能夠找到一名稱為FILENAME的文件,那么它將找一名為FILENAME.FMT的文件
[X,MAP] = imread(FILENAME,FMT) 把圖像FILENAME讀入與它相關的圖像色彩信息寫入MAP，圖像色彩信息值在范圍[0,1]中自動地重新調整.
[...] = imread(FILENAME)這種方式是試圖得到文件的格式從文件所包含的信息。
[...] = imread(URL,...)從一Internet URL上讀圖像 URL 必須包含協議(即： "http://").
1．2數據類型：
TIFF的特殊語法：
[...] = imread(...,IDX) 從很多圖像TIFF文件中 讀一個圖像；IDX是一個整數值，它顯示了所讀圖像在文件中的順序，例如：如果 IDX是 3, imread將讀文件中的第三個圖像。 如果省略了這個變量, imread將讀文件中的第一個圖像.
IMREAD支持的圖像文件格式：JPEG TIFF GIF BMP PNG HDF PCX XWD ICO CUR RAS PBM PGM PPM
相關信息也可在Matlab中查看： imfinfo, imwrite, imformats, fread,
二：imwrite輸出圖像
imwrite(A,FILENAME,FMT) 把圖像 A 寫入圖像文件 FILENAME.
imwrite(X,MAP,FILENAME,FMT) 把 X和它的相關色彩信息MAP寫入FILENAME.
imwrite(...,FILENAME) 把圖像 寫入圖像文件FILENAME,並推測可能的格式用來做filename的擴展名。擴展名必須是FMT中一合法名.
imwrite(...,PARAM1,VAL1,PARAM2,VAL2,...) 不同的參數控制輸出文件的各種不同特征。參數要是當前所支持的HDF,JPEG, TIFF, PNG, PBM, PGM, 和PPM 文件
三：image 顯示圖像.image(C) 把矩陣 C 轉成一圖像. C 可以是一MxN 或 MxNx3維的矩陣，且可以是包含 double, uint8,或 uint16 數據.image是用來顯示附標圖像，即顯示的圖像上有x,y坐標軸的顯示，可以看到圖像的像素大小。但可以加上axis off命令即可把坐標去掉。
imshow只是顯示圖像。用colormap來定義圖像顯示用的顏色查找表，比如用colormap(pink)，可以把黑白圖像顯示成帶粉紅色的圖像。
圖像像素矩陣的數據類型：（1）顯示真彩色圖像像素三維矩陣X，如果是uint8類型，要求矩陣的數據范圍為0-255，（2）如果是double型，則其數據范圍為0-1，要不就會出錯或者出現空白頁。
類型轉換：（1）如果你原來的數值是uint8,在運算中轉換為double后，實際要顯示的數值沒有改變的話，只要 用uint8(X)就可轉換為uint8型，如果不想轉換頻繁，也可在顯示時用X/255來轉換為符合0-1double類型范圍要求的數值顯示。（2） 如果顯示索引圖像(二維矩陣)，如果索引圖像像素數值是double型,則它的取值范圍為1-length(colormap),數值起點為1，則矩陣中 數值為1的對應colormap中第一行數據,如果索引圖像像素數值是uint8，則取值范圍為0-255，數值起點為0，則矩陣中數值為0的對應 colormap中第一行數據，所以索引圖像這兩個數據類型之間的轉換，要考慮到+1或-1。直接用uint8或double轉換則會查找移位，產生失真 情況。uint16數據類型與uint8類似，取值范圍為0-65536。
四：其它常用圖像操作：
圖像顯示於屏幕有imshow( ), image( )函數；
圖像進行裁剪imcrop( )；
圖像的插值縮放imresize( )函數實現；
旋轉用 imrotate( )實現。
轉自 http://blog.csdn.net/wd0225/article/details/7571133
