1、MATLABu 簡述圖像處理工具箱簡述u 圖像處理代數運算幾何運算圖像分析u 動畫制作單幅多幀圖像動畫制作多幅逐幀圖像動畫制作多幅逐幀圖像制作GIF2/16一、圖像處理工具箱簡述圖像處理工具箱以數字圖像處理理論為基礎，用MATLAB語言構造出一系列用于圖像數據顯式與處理的函數。它可以實現：代數運算；幾何運算（縮放、剪裁等）；分析操作（邊緣檢測、四叉樹分解等）；增強操作（亮度、直方圖均衡、消噪）；圖像變換（離散余弦、傅里葉）；領域處理；形態(tài)學處理；彩色圖像處理等。圖像格式指的是存儲圖像文件采用的格式，有BMP、TIFF、JPEG、GIF、PCX、PSD、WMF等。圖像類型是指數組數值與像素顏色之

2、間定義的關系，它與圖像格式概念有所不同，MATLAB圖像工具箱一般有二值圖像、索引圖像、灰度圖像、RGB圖像。3/16二、圖像處理1、圖像代數運算（1）加法：函數調用格式：Z=imadd(X，Y)實現：圖像+圖像，圖像+常數例:加法運算I=imread(rice.png);K=imread(cameraman.tif);J=imadd(I,80);M=imadd(I,K);subplot(231);imshow(I);title(原圖);subplot(232);imshow(J);title(加標量);subplot(234);imshow(I);title(原圖1);subplot(235

3、);imshow(K);title(原圖2);subplot(236);imshow(M);title(相加);4/16（2）減法：檢測圖像變化及運動物體，作為許多圖像處理工作的準備步驟。函數調用格式： Z = imsubtract(X,Y)實現：圖像-圖像，圖像-常數Z=imsubtract(a,b)%差值結果小于0的賦值為0，a和b大小相等Z=imabsdiff(a,b)%差值結果取絕對值例1：函數imsubtract()的應用I=imread(1.tif);K=imread(2.tif);J=imsubtract(K,I);subplot(131);imshow(I);title(原圖1

4、);subplot(132);imshow(K);title(原圖2);subplot(133);imshow(J);title(相減);5/16例2：函數imabsdiff()的應用I=imread(rice.png);K=imread(cameraman.tif);J=imsubtract(I,K);subplot(231);imshow(I);title(原圖1);subplot(232);imshow(K);title(原圖2);subplot(233);imshow(J);title(相減);J=imabsdiff(I,K);subplot(234);imshow(I);title(

5、原圖1);subplot(235);imshow(K);title(原圖2);subplot(236);imshow(J);title(相減);6/16（3）乘法：實現掩模操作，即屏蔽掉圖像的某些部分；實現縮放：一幅圖像乘以一個常數，如果使用的縮放因子大于1，那么將增強圖像的亮度，如果因子小于1則會使圖像變暗，效果優(yōu)于簡單添加像素偏移量。函數調用格式：Z = immultiply(X,Y)例1：函數immultiply()的應用a=imread(lena.bmp); b=immultiply(a,a);c=immultiply(a,0.5);d=immultiply(a,1.5);subplo

6、t(323);imshow(a)title(原圖)subplot(322);imshow(b)title(自乘)subplot(324);imshow(c)title(乘0.5)subplot(326);imshow(d)title(乘1.5)7/16（4）除法：校正成像設備的非線性影響，這在特殊形態(tài)的圖像(如斷層掃描等醫(yī)學圖像)處理中常常用到。檢測兩幅圖像間的區(qū)別相應像素值的變化比率，而不是每個像素的絕對差異，因而稱為比率變換。imdivide函數的調用格式：Z = imdivide(X,Y)例：函數imdivide()的應用a=imread(lena.bmp);background=imo

7、pen(a,strel(disk,15);a1=imdivide(a,background);subplot(131);imshow(a);title(原始圖像);subplot(132);imshow(background);title(背景);subplot(133);imshow(a1);title(相除);8/162.圖像幾何運算（1）旋轉：圖像旋轉函數imrotate調用格式：B = imrotate(A,angle,method)例：圖像旋轉a=imread(lena.bmp);a1=imrotate(a,-30);a2=imrotate(a,-45,bicubic);a3=imr

8、otate(a,-60,bilinear);subplot(141);imshow(a);subplot(142);imshow(a1);subplot(143);imshow(a2);subplot(144);imshow(a3);9/16（2）裁剪： 圖像裁剪函數imcrop調用格式：I=imcrop(X,rect)例：圖像裁剪a=imread(lena.bmp);a1=imcrop(a,100 100 300 200);subplot(221);imshow(a);subplot(222);imshow(a1);subplot(223);imshow lena.bmpI=imcrop;s

9、ubplot(224);imshow(I);10/163、圖像分析（1）直方圖均衡化灰度直方圖是灰度級的函數，它表示圖像中具有某種灰度級的像素的個數，反映了圖像中某種灰度出現的頻率。直方圖均衡化處理是把原始圖像的灰度直方圖從比較集中的某個灰度區(qū)間變成在全部灰度范圍內的均勻分布。對圖像進行非線性拉伸，重新分配圖像像素值，使一定灰度范圍內的像素數量大致相同，把給定圖像的直方圖分布改變成“均勻”分布直方圖分布。例：直方圖均衡化處理I=imread(pout.tif);J=histeq(I);%均衡subplot(221)imshow(I)title(原圖)subplot(222)imshow(J)t

10、itle(均衡化)subplot(223)imhist(I)title(原圖直方圖)subplot(224)imhist(J)title(均衡直方圖)11/16（2）圖像平滑圖像平滑的主要目的是減少圖像噪聲。圖像噪聲來自于多方面，有來自于系統(tǒng)外部的干擾（如電磁波或經電源竄進系統(tǒng)內部的外部噪聲），也有來自于系統(tǒng)內部的干擾（如攝像機的熱噪聲，電器機械運動而產生的抖動噪聲內部噪聲）。實際獲得的圖像都因受到干擾而有噪聲，噪聲產生的原因決定了噪聲分布的特性及與圖像信號的關系。減少噪聲的方法可以在空間域或在頻率域處理。在空間域中進行時，基本方法就是求像素的平均值或中值；在頻域中則運用低通濾波技術。例：圖像

11、平滑處理I=imread(eight.tif);J=imnoise(I,salt & pepper,0.02); L=medfilt2(J,3 3); M=filter2(fspecial(average,5),J);subplot(334),imshow(I),title(原圖)subplot(335),imshow(J),title(加噪)subplot(333),imshow(L),title(中值濾波)subplot(339),imshow(uint8(M),title(鄰域平均)12/16（3）圖像銳化數字圖像處理中圖像銳化的目的有兩個：一是增強圖像的邊緣，使模糊的圖像變得清

12、晰起來；這種模糊不是由于錯誤操作，就是特殊圖像獲取方法的固有影響。二是提取目標物體的邊界，對圖像進行分割，便于目標區(qū)域的識別等。通過圖像的銳化，使得圖像的質量有所改變，產生更適合人觀察和識別的圖像。例：圖像銳化處理I=imread(lena.bmp);h1=0 -1 0;-1 5 -1;0 -1 0;h2=-1 -1 -1;-1 9 -1;-1 -1 -1;a1=imfilter(I,h1);a2=imfilter(I,h2);subplot(131);imshow(I);title(原圖);subplot(132);imshow(a1);title(四鄰域);subplot(133);ims

13、how(a2);title(八鄰域);13/16三、動畫制作1、單幅多幀圖像陣列制作動畫多幀圖像是一個包含多個圖像的圖像文件。MATLAB支持的多幀圖像文件格式有HDF和TIFF兩種。文件一旦被讀入MATLAB中，多幀圖像的顯示幀數由第四維數值決定。調用montage函數可實現多幀圖像顯示。語法：montage(D,map)例：mri = uint8(zeros(128,128,1,27);%定義一個4維矩陣，用來存儲27幅核磁共振圖像 for frame=1:27%循環(huán)讀出多幀圖像中的每一幅圖像R(:,:,:,frame),map = imread(mri.tif,frame);endmon

14、tage(R,map);%多幀顯示mov=immovie(R,map);implay(mov,3)%3幀/秒14/162、多幅逐幀圖像制作動畫多幅逐幀圖像制作動畫，是將多幅圖像類型相同的靜幀圖像連接起來以動畫的形式輸出例：pic=dir(C:UsersComputerDesktop新建文件夾 (3)*.tif); %取文件的數量:num a=size(pic); num=a(1); for i=1:num im(:,:,:,i)=imread(strcat(num2str(i),.tif); imshow(im(:,:,:,i) M(i) = getframe;pause(0.2)end movie2avi(M,move.avi,FPS,3)% 3幀/秒15/163、多幅逐幀圖像制作GIF動畫filename= Fgif.gif; %你的gif文件的名字for i=1:15 str=sprintf(新建文件夾 (4)%d.png,i); Img=imread(str); figure(i); imshow(Img); frame=getframe(i);