华北水院第8章matlab数字图像处理

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1、第8章MATLAB图像处理工具箱Matlab是一种基于向量（数组）而不是标量的高级程序语言，因而Matlab从本质上就提供了对图像的支持。数字图像实际上是一组有序离散的数据，使用Matlab可以对这些离散数据形成的矩阵进行一次性的处理。Matlab对图像的处理功能主要集中在它的图像处理工具箱（ImageProcessingToolbox）中。图像处理工具箱是由一系列支持图像处理操作的函数组成，可以进行诸如几何操作、线性滤波和滤波器设计、图像变换、图像分析与图像增强、数学形态学处理等图像处理操作。图像处理工具箱主要有：＊Ima

2、geAcquisitionToolbox(图像采集工具箱)＊ImageProcessingToolbox（图像处理工具箱）＊SignalProcessingToolbox（信号处理工具箱）＊WaveletToolbox（小波分析工具箱）＊StatisticsToolbox(统计工具箱)＊BioinformaticsToolbox(生物信息学工具箱)8.1Matlab中的图像类型及类型转换Matlab中的数字图像是由一个或多个矩阵表示的，Matlab强大的矩阵运算功能完全可以应用于图像，那些适用于矩阵运算的语法对Matlab中

3、的数字图像同样适用。8.1.1图像和图像数据缺省：double(64位浮点数)uint8（无符号8位整型）8.1.2图像处理工具箱所支持的图像类型图像处理工具箱支持4种图像类型，它们是：真彩色图像（RGBimages）索引色图像（indeximages）灰度图像（intensityimages）二值图像（binaryimages）Matlab还支持由多帧图像组成的图像序列真彩色图像真彩色图像用R、G、B3个分量表示1个像素的颜色，数据结构是一个m×n×3的多维数组。如果要读取图像中(100,50)处像素值，可以

4、查看三元组(100,50,1:3)。真彩色图像可用双精度存储，亮度值范围是［0,1］常用存储方法是无符号整型存储，亮度值范围为[0,255]真彩色图像数据格式双精度类:Double(每个像素占8个字节)整数类：Uint8(每个像素占1个字节)数组大小：m×n×3(:,:,1)－红色分量(:,:,2)－绿色分量(:,:,3)－蓝色分量像素取值：[0,1]数组大小：m×n×3(:,:,1)－红色分量(:,:,2)－绿色分量(:,:,3)－蓝色分量像素取值：[0,255]图1真彩色图像的结构索引色图像索引图像是把像素值作为RGB

5、调色板下标的图像。索引色图像包含2个结构，一个是调色板map；另一个是图像数据矩阵X。调色板是一个有3列和若干行的色彩映像矩阵，矩阵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，形成一种特定颜色。图像数据是uint8或是双精度的。Matlab中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。图2索引色图像的结构索引图像的数据格式双精度类:Double(每个元素占8个字节)整数类：Uint8(每个元素占1个字节)图像数组大小：m×n图像元素取值:[1,p]调色板矩阵：p×3图像数组大小：m×

6、n图像元素取值:[0,p-1]调色板矩阵：p×3索引图像的double与uint8型123401230000.06270.062700010.29020.6270.6270.38200.35781doubleuint8图像数据调色板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也可以是uint8。存储时会使用一个默认的调色板来显示图像。二值图像与灰度图像相同，二值图像只需一个数据矩阵，每个像素只有2个灰度值。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

7、。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。可以使用cat函数将分散图像合并成图像序列，前提是各图像尺寸必须相同，如果是索引色图像，调色板必须是一样的。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(1，A1，A2，A3，A4，A5),1维，纵向排列A=cat(2，A1，A2，A3，A4，A5)，2维，横向排列A=cat(3，A1，A2，A3，A4，A5)，3维，竖向排列图像序列也可以产生一个四维的数组，图像帧的序号在图像的长、宽、颜色深度之后构成第四维。一个包含了5幅40

8、0×300真彩色图像的序列，大小为400×300×3×5一个包含了5幅400×300灰度或是索引图像的序列，其大小为400×300×1×5A=cat(4，A1，A2，A3，A4，A5)，4维提取其中一帧（如第2帧）：A(:,:,:,2)8.1.3图像文件的读写和查询imread：读取图形文