Matlab 常用图像函数.docx
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Matlab 常用图像函数.docx
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Matlab常用图像函数
Matlab常用图像函数
一图像的读写
1imread
imread函数用于读入各种图像文件,如:
a=imread('e:
\w01.tif')
注:
计算机E盘上要有w01相应的.tif文件。
2imwrite
imwrite函数用于写入图像文件,如:
imwrite(a,'e:
\w02.tif',’tif’)
3imfinfo
imfinfo函数用于读取图像文件的有关信息,如:
imfinfo('e:
\w01.tif')
二图像的显示
1image
image函数是MATLAB提供的最原始的图像显示函数,如:
a=[1,2,3,4;4,5,6,7;8,9,10,11,12];
image(a);
2imshow
imshow函数用于图像文件的显示,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
imshow(i);
3colorbar
colorbar函数用显示图像的颜色条,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
imshow(i);
colorbar;
4figure
figure函数用于设定图像显示窗口,如:
figure
(1);/figure
(2);
三图像的变换
1fft2
fft2函数用于数字图像的二维傅立叶变换,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
j=fft2(i);
2ifft2
ifft2函数用于数字图像的二维傅立叶反变换,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
j=fft2(i);
k=ifft2(j);
3利用fft2计算二维卷积
利用fft2函数可以计算二维卷积,如:
a=[8,1,6;3,5,7;4,9,2];
b=[1,1,1;1,1,1;1,1,1];
a(8,8)=0;
b(8,8)=0;
c=ifft2(fft2(a).*fft2(b));
c=c(1:
5,1:
5);
利用conv2(二维卷积函数)校验,如:
a=[8,1,6;3,5,7;4,9,2];
b=[1,1,1;1,1,1;1,1,1];
c=conv2(a,b);
四模拟噪声生成函数和预定义滤波器
1imnoise
imnoise函数用于对图像生成模拟噪声,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
j=imnoise(i,'gaussian',0,0.02);%模拟高斯噪声
2fspecial
fspecial函数用于产生预定义滤波器,如:
h=fspecial('sobel');%sobel水平边缘增强滤波器
h=fspecial('gaussian');%高斯低通滤波器
h=fspecial('laplacian');%拉普拉斯滤波器
h=fspecial('log');%高斯拉普拉斯(LoG)滤波器
h=fspecial('average');%均值滤波器
五图像的增强
1直方图
imhist函数用于数字图像的直方图显示,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
imhist(i);
2直方图均化
histeq函数用于数字图像的直方图均化,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
j=histeq(i);
3对比度调整
imadjust函数用于数字图像的对比度调整,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
j=imadjust(i,[0.3,0.7],[]);
4对数变换
log函数用于数字图像的对数变换,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
j=double(i);
k=log(j);
5基于卷积的图像滤波函数
filter2函数用于图像滤波,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
h=[1,2,1;0,0,0;-1,-2,-1];
j=filter2(h,i);
6线性滤波
利用二维卷积conv2滤波,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
h=[1,1,1;1,1,1;1,1,1];
h=h/9;
j=conv2(i,h);
7中值滤波
medfilt2函数用于图像的中值滤波,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
j=medfilt2(i);
8锐化
(1)利用Sobel算子锐化图像,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
h=[1,2,1;0,0,0;-1,-2,-1];%Sobel算子
j=filter2(h,i);
(2)利用拉氏算子锐化图像,如:
i=imread('e:
\w01.tif');
j=double(i);
h=[0,1,0;1,-4,0;0,1,0];%拉氏算子
k=conv2(j,h,'same');
m=j-k;
六举例
二维傅立叶变换和二维傅立叶反变换:
i=imread('e:
\w01.tif');
figure
(1);
imshow(i);
colorbar;
j=fft2(i);
k=fftshift(j);
figure
(2);
l=log(abs(k));
imshow(l,[]);
colorbar
n=ifft2(j)/255;
figure(3);
imshow(n);
colorbar;
Matlab中图像函数大全
图像增强
1.直方图均衡化的Matlab实现
1.1imhist函数
功能:
计算和显示图像的色彩直方图
格式:
imhist(I,n)
imhist(X,map)
说明:
imhist(I,n)其中,n为指定的灰度级数目,缺省值为256;imhist(X,map)就算和显示索引色图像X的直方图,map为调色板。
用
stem(x,counts)同样可以显示直方图。
1.2imcontour函数
功能:
显示图像的等灰度值图
格式:
imcontour(I,n),imcontour(I,v)
说明:
n为灰度级的个数,v是有用户指定所选的等灰度级向量。
1.3imadjust函数
功能:
通过直方图变换调整对比度
格式:
J=imadjust(I,[lowhigh],[bottomtop],gamma)
newmap=imadjust(map,[lowhigh],[bottomtop],gamma)
说明:
J=imadjust(I,[lowhigh],[bottomtop],gamma)其中,gamma为校正量r,[lowhigh]为原图像中要变换的灰度范围,[bottomtop]
指定了变换后的灰度范围;newmap=imadjust(map,[lowhigh],[bottomtop],gamma)调整索引色图像的调色板map。
此时若[lowhigh]和
[bottomtop]都为2×3的矩阵,则分别调整R、G、B3个分量。
1.4histeq函数
功能:
直方图均衡化
格式:
J=histeq(I,hgram)
J=histeq(I,n)
[J,T]=histeq(I,...)
newmap=histeq(X,map,hgram)
newmap=histeq(X,map)
[new,T]=histeq(X,...)
说明:
J=histeq(I,hgram)实现了所谓“直方图规定化”,即将原是图象I的直方图变换成用户指定的向量hgram。
hgram中的每一个元素
都在[0,1]中;J=histeq(I,n)指定均衡化后的灰度级数n,缺省值为64;[J,T]=histeq(I,...)返回从能将图像I的灰度直方图变换成
图像J的直方图的变换T;newmap=histeq(X,map)和[new,T]=histeq(X,...)是针对索引色图像调色板的直方图均衡。
2.噪声及其噪声的Matlab实现
imnoise函数
格式:
J=imnoise(I,type)
J=imnoise(I,type,parameter)
说明:
J=imnoise(I,type)返回对图像I添加典型噪声后的有噪图像J,参数type和parameter用于确定噪声的类型和相应的参数。
3.图像滤波的Matlab实现
3.1conv2函数
功能:
计算二维卷积
格式:
C=conv2(A,B)
C=conv2(Hcol,Hrow,A)
C=conv2(...,'shape')
说明:
对于C=conv2(A,B),conv2的算矩阵A和B的卷积,若[Ma,Na]=size(A),[Mb,Nb]=size(B),则size(C)=[Ma+Mb-1,Na+Nb-1];
C=conv2(Hcol,Hrow,A)中,矩阵A分别与Hcol向量在列方向和Hrow向量在行方向上进行卷积;C=conv2(...,'shape')用来指定conv2
返回二维卷积结果部分,参数shape可取值如下:
》full为缺省值,返回二维卷积的全部结果;
》same返回二维卷积结果中与A大小相同的中间部分;
valid返回在卷积过程中,未使用边缘补0部分进行计算的卷积结果部分,当size(A)>size(B)时,size(C)=[Ma-Mb+1,Na-Nb+1]
。
3.2conv函数
功能:
计算多维卷积
格式:
与conv2函数相同
3.3filter2函数
功能:
计算二维线型数字滤波,它与函数fspecial连用
格式:
Y=filter2(B,X)
Y=filter2(B,X,'shape')
说明:
对于Y=filter2(B,X),filter2使用矩阵B中的二维FIR滤波器对数据X进行滤波,结果Y是通过二维互相关计算出来的,其大
小与X一样;对于Y=filter2(B,X,'shape'),filter2返回的Y是通过二维互相关计算出来的,其大小由参数shape确定,其取值如下
:
》full返回二维相关的全部结果,size(Y)>size(X);
》same返回二维互相关结果的中间部分,Y与X大小相同;
》valid返回在二维互相关过程中,未使用边缘补0部分进行计算的结果部分,有size(Y) 3.4fspecial函数 功能: 产生预定义滤波器 格式: H=fspecial(type) H=fspecial('gaussian',n,sigma) 高斯低通滤波器 H=fspecial('sobel') Sobel水平边缘增强滤波器 H=fspecial('prewitt') Prewitt水平边缘增强滤波器 H=fspecial('laplacian',alpha) 近似二维拉普拉斯运算滤波器 H=fspecial('log',n,sigma) 高斯拉普拉斯(LoG)运算滤波器 H=fspecial('average',n) 均值滤波器 H=fspecial('unsharp',alpha) 模糊对比增强滤波器 说明: 对于形式H=fspecial(type),fspecial函数产生一个由type指定的二维滤波器H,返回的H常与其它滤波器搭配使用。 4.彩色增强的Matlab实现 4.1imfilter函数 功能: 真彩色增强 格式: B=imfilter(A,h) 说明: 将原始图像A按指定的滤波器h进行滤波增强处理,增强后的图像B与A的尺寸和类型相同 图像的变换 1.离散傅立叶变换的Matlab实现 Matlab函数fft、fft2和fftn分别可以实现一维、二维和N维DFT算法;而函数ifft、ifft2和ifftn则用来计算反DFT。 这些函数的调用格式如下: A=fft(X,N,DIM) 其中,X表示输入图像;N表示采样间隔点,如果X小于该数值,那么Matlab将会对X进行零填充,否则将进行截取,使之长度为 N;DIM表示要进行离散傅立叶变换。 A=fft2(X,MROWS,NCOLS) 其中,MROWS和NCOLS指定对X进行零填充后的X大小。 A=fftn(X,SIZE) 其中,SIZE是一个向量,它们每一个元素都将指定X相应维进行零填充后的长度。 函数ifft、ifft2和ifftn的调用格式于对应的离散傅立叶变换函数一致。 例子: 图像的二维傅立叶频谱 %读入原始图像 I=imread('lena.bmp'); imshow(I) %求离散傅立叶频谱 J=fftshift(fft2(I)); figure; imshow(log(abs(J)),[8,10]) 2.离散余弦变换的Matlab实现 2.1.dCT2函数 功能: 二维DCT变换 格式: B=dct2(A) B=dct2(A,m,n) B=dct2(A,[m,n]) 说明: B=dct2(A)计算A的DCT变换B,A与B的大小相同;B=dct2(A,m,n)和B=dct2(A,[m,n])通过对A补0或剪裁,使B的大 小为m×n。 2.2.dict2函数 功能: DCT反变换 格式: B=idct2(A) B=idct2(A,m,n) B=idct2(A,[m,n]) 说明: B=idct2(A)计算A的DCT反变换B,A与B的大小相同;B=idct2(A,m,n)和B=idct2(A,[m,n])通过对A补0或剪裁,使B 的大小为m×n。 2.3.dctmtx函数 功能: 计算DCT变换矩阵 格式: D=dctmtx(n) 说明: D=dctmtx(n)返回一个n×n的DCT变换矩阵,输出矩阵D为double类型。 3.图像小波变换的Matlab实现 3.1一维小波变换的Matlab实现 (1)dwt函数 功能: 一维离散小波变换 格式: [cA,cD]=dwt(X,'wname') [cA,cD]=dwt(X,Lo_D,Hi_D) 说明: [cA,cD]=dwt(X,'wname')使用指定的小波基函数'wname'对信号X进行分解,cA、cD 分别为近似分量和细节分量;[cA,cD]=dwt(X,Lo_D,Hi_D)使用指定的滤波器组Lo_D、Hi_D对信号进行分解。 (2)idwt函数 功能: 一维离散小波反变换 格式: X=idwt(cA,cD,'wname') X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R) X=idwt(cA,cD,'wname',L) X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R,L) 说明: X=idwt(cA,cD,'wname')由近似分量cA和细节分量cD经小波反变换重构原始信号X。 'wname'为所选的小波函数 X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R)用指定的重构滤波器Lo_R和Hi_R经小波反变换重构原始信号X。 X=idwt(cA,cD,'wname',L)和X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R,L)指定返回信号X中心附近的L个点。 3.2二维小波变换的Matlab实现 二维小波变换的函数 ------------------------------------------------- 函数名 函数功能 --------------------------------------------------- dwt2 二维离散小波变换 wavedec2 二维信号的多层小波分解 idwt2 二维离散小波反变换 waverec2 二维信号的多层小波重构 wrcoef2 由多层小波分解重构某一层的分解信号 upcoef2 由多层小波分解重构近似分量或细节分量 detcoef2 提取二维信号小波分解的细节分量 appcoef2 提取二维信号小波分解的近似分量 upwlev2 二维小波分解的单层重构 dwtpet2 二维周期小波变换 idwtper2 二维周期小波反变换 ------------------------------------------------------------- (1)wcodemat函数 功能: 对数据矩阵进行伪彩色编码 格式: Y=wcodemat(X,NB,OPT,ABSOL) Y=wcodemat(X,NB,OPT) Y=wcodemat(X,NB) Y=wcodemat(X) 说明: Y=wcodemat(X,NB,OPT,ABSOL)返回数据矩阵X的编码矩阵Y;NB伪编码的最大值,即编码范围为0~NB,缺省值NB=16; OPT指定了编码的方式(缺省值为'mat'),即: OPT='row',按行编码 OPT='col',按列编码 OPT='mat',按整个矩阵编码 ABSOL是函数的控制参数(缺省值为'1'),即: ABSOL=0时,返回编码矩阵 ABSOL=1时,返回数据矩阵的绝对值ABS(X) (2)dwt2函数 功能: 二维离散小波变换 格式: [cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,'wname') [cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,Lo_D,Hi_D) 说明: [cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,'wname')使用指定的小波基函数'wname'对二维信号X进行二维离散小波变幻;cA,cH,cV,cD分别为近似分 量、水平细节分量、垂直细节分量和对角细节分量;[cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,Lo_D,Hi_D)使用指定的分解低通和高通滤波器Lo_D和Hi_D分 解信号X。 (3)wavedec2函数 功能: 二维信号的多层小波分解 格式: [C,S]=wavedec2(X,N,'wname') [C,S]=wavedec2(X,N,Lo_D,Hi_D) 说明: [C,S]=wavedec2(X,N,'wname')使用小波基函数'wname'对二维信号X进行N层分解;[C,S]=wavedec2(X,N,Lo_D,Hi_D)使用指定 的分解低通和高通滤波器Lo_D和Hi_D分解信号X。 (4)idwt2函数 功能: 二维离散小波反变换 格式: X=idwt2(cA,cH,cV,cD,'wname') X=idwt2(cA,cH,cV,cD,Lo_R,Hi_R) X=idwt2(cA,cH,cV,cD,'wname',S) X=idwt2(cA,cH,cV,cD,Lo_R,Hi_R,S) 说明: X=idwt2(cA,cH,cV,cD,'wname')由信号小波分解的近似信号cA和细节信号cH、cH、cV、cD经小波反变换重构原信号X ;X=idwt2(cA,cH,cV,cD,Lo_R,Hi_R)使用指定的重构低通和高通滤波器Lo_R和Hi_R重构原信号X;X=idwt2(cA,cH,cV,cD,'wname',S) 和X=idwt2(cA,cH,cV,cD,Lo_R,Hi_R,S)返回中心附近的S个数据点。 (5)waverec2函数 说明: 二维信号的多层小波重构 格式: X=waverec2(C,S,'wname') X=waverec2(C,S,Lo_R,Hi_R) 说明: X=waverec2(C,S,'wname')由多层二维小波分解的结果C、S重构原始信号X,'wname' 为使用的小波基函数;X=waverec2(C,S,Lo_R,Hi_R)使用重构低通和高通滤波器Lo_R和Hi_R重构原信号。 图像处理工具箱 1.图像和图像数据 缺省情况下,MATLAB将图像中的数据存储为双精度类型(double),64位浮点 数,所需存储量很大;MATLAB还支持另一种类型无符号整型(uint8),即图像矩 阵中每个数据占用1个字节。 在使用MATLAB工具箱时,一定要注意函数所要求的参数类型。 另外,uint8 与double两种类型数据的值域不同,编程需注意值域转换。 从uint8到double的转换 --------------------------------------------- 图像类型 MATLAB语句 --------------------------------------------- 索引色 B=double(A)+1 索引色或真彩色B=double(A)/255 二值图像 B=double(A) --------------------------------------------- 从double到uint8的转换 ---------------------------------------------
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