數(shù)字圖像處理學(xué)6資料

1、 6.1MATLAB6.1MATLAB中彩色圖像的表示方法中彩色圖像的表示方法 MATLAB中的彩色圖像可表示為RGB圖像和索引圖像。 RGBRGB圖像圖像 RGB圖像就是彩色像素的一個(gè)MXNX3數(shù)組，其中每一個(gè)彩色像素點(diǎn)都是在特定空間位置的彩色圖像相對(duì)應(yīng)的紅、綠、藍(lán)三個(gè)分量。第第6章章 彩色圖像處理彩色圖像處理 RGB也可以看成是一個(gè)由三幅灰度圖像形成的“堆”，當(dāng)將其送到彩色監(jiān)視器的紅、綠、藍(lán)輸入端時(shí)，便在屏幕上產(chǎn)生了一幅彩色圖像。 形成RGB彩色圖像的三個(gè)圖像稱為紅、綠、藍(lán)分量圖像，分量圖像中像素值的比特?cái)?shù)決定分量圖像中像素值的比特?cái)?shù)決定了一幅了一幅RGB圖像的比特深度。圖像的比特深度。

2、RGB圖像的合成圖像的合成 令fR,fG和fB分別代表三種RGB分量圖像。一幅RGB的圖像就是利用cat操作符將這些分量圖像組合成的彩色圖像。 rgb_image=cat(3,fR,fG,fB) cat(dim,A1,A2, )沿著dim指定的方向級(jí)聯(lián)數(shù)組。若dim1，則數(shù)組垂直放置，若dim 2，則數(shù)組水平放置，若dim3，則他們會(huì)在第三個(gè)方向放置。 從從RGB圖像中提取分量圖像圖像中提取分量圖像 fR=rgb_image(:,:,1); fG=rgb_image(:,:,2); fB=rgb_image(:,:,3); RGB彩色空間彩色空間 函數(shù)rgbcube可以從任何透視方向觀察彩色立

3、方體。 語(yǔ)法：rgbcube(vx,vy,vz) function rgbcube(vx, vy, vz)vertices_matrix = 0 0 0;0 0 1;0 1 0;0 1 1;1 0 0;1 0 1;1 1 0;1 1 1;faces_matrix = 1 5 6 2;1 3 7 5;1 2 4 3;2 4 8 6;3 7 8 4;5 6 8 7;colors = vertices_matrix; patch(Vertices, vertices_matrix, Faces, faces_matrix, . FaceVertexCData, colors, FaceColor,

4、interp, . EdgeAlpha, 0) if nargin = 0 vx = 10; vy = 10; vz = 4; elseif nargin = 3 error(Wrong number of inputs.) end axis off view(vx, vy, vz) axis square 索引圖像索引圖像 索引圖像有兩個(gè)分量，即整數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣X和彩色映射矩陣map。矩陣map是一個(gè)大小為為m3且由范圍在0,1之間的的浮點(diǎn)值構(gòu)成的double類數(shù)組。 map的長(zhǎng)度m同它所定義的顏色數(shù)目相等。索引圖像將像素的亮度索引圖像將像素的亮度值值“直接映射直接映射”到彩色值。到彩色值。

5、顯示索引圖像顯示索引圖像 image(X) colormap(map) 用較少的顏色來近似一幅索引圖像： Y,newmap=imapprox(X,map,n) 指定一幅彩色圖： map(k,:)=r(k),g(k),b(k) 修改圖像的背景色修改圖像的背景色 whitebg(g) whitebg(green) whitebg(0,1,0) 預(yù)定義的彩色映射預(yù)定義的彩色映射 colormap(copper); copper 是MATLAB預(yù)定義的彩色映射之一。該圖中的顏色從黑色到明亮的紫銅色平穩(wěn)變化。 imshow(X,copper)RGB圖像和索引圖像相互轉(zhuǎn)換圖像和索引圖像相互轉(zhuǎn)換 抖動(dòng)函數(shù)d

6、ither可用于灰度圖像和彩色圖像?！岸秳?dòng)”是在印刷業(yè)和出版業(yè)常用的一種處理。它在由點(diǎn)組成的印刷頁(yè)上給出色調(diào)變化的直觀效果。在灰度圖像的情況下，“抖動(dòng)”調(diào)色試圖用在白色背景上產(chǎn)生黑點(diǎn)的二值圖像來得到灰色調(diào)。點(diǎn)的大小變化多樣，從明亮區(qū)域的小點(diǎn)到黑暗區(qū)域的逐漸增大的較大點(diǎn)。 bw=dither(gray_image) 從灰度級(jí)亮度圖像通過多級(jí)閾值創(chuàng)建索引圖像從灰度級(jí)亮度圖像通過多級(jí)閾值創(chuàng)建索引圖像 X=grayslice(gray_image,n); X=grayslice(gray_image,v); 從灰度級(jí)亮度圖像創(chuàng)建索引圖像從灰度級(jí)亮度圖像創(chuàng)建索引圖像 X,map=gray2ind(gra

7、y_image,n) 從索引圖像創(chuàng)建灰度級(jí)亮度圖像從索引圖像創(chuàng)建灰度級(jí)亮度圖像 gray_image=ind2gray(X,map) 從從RGB圖像創(chuàng)建索引圖像圖像創(chuàng)建索引圖像 X,map=gray2ind(rgb_image,n, dither_option); 從索引圖像創(chuàng)建從索引圖像創(chuàng)建RGB圖像圖像 rgb_image=ind2rgb(X,map) 從從RGB圖像創(chuàng)建灰度圖像圖像創(chuàng)建灰度圖像 gray_image=rgb2gray(rgb_image) X1,map1=rgb2ind(f,8,nodither); imshow(X1,map1) X2,map2=rgb2ind(f,8,

8、dither); imshow(X2,map2) g=rgb2gray(f); g1=dither(g); imshow(g),figure,imshow(g1) NTSC彩色空間彩色空間 NTSC彩色制式在美國(guó)用于電視系統(tǒng)。這種形式的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是灰度信息和彩色信息是分離的，所以同一個(gè)信號(hào)既可以用于彩色電視機(jī)，又可以用于黑白電視機(jī)。在NTSC制式中，圖像數(shù)據(jù)由三步分組成：亮度(Y)、色調(diào)(I)和飽和度(Q)。6.2 轉(zhuǎn)換至其他彩色空間轉(zhuǎn)換至其他彩色空間 yiq=rgb2ntsc(q); imshow(yiq) y1=yiq(:,:,1); %亮度亮度 imshow(y1) y2=yiq(:,

9、:,2); %色調(diào)色調(diào) imshow(y2) y3=yiq(:,:,3); %飽和度飽和度 imshow(y3) YCbCr彩色空間彩色空間 YCbCr彩色空間廣泛應(yīng)用于數(shù)字視頻。在這種格式中，亮度信息用單個(gè)分量Y來表示，彩色信息用兩個(gè)色差分量Cb和Cr來存儲(chǔ)。分量Cb是藍(lán)色分量和一個(gè)參考值的差，分量Cr是紅色分量和一個(gè)參考值的差。 將RGB轉(zhuǎn)化為YCbCr： ycb=rgb2ycbcr(q); imshow(ycb) 將YCbCr轉(zhuǎn)化為RGB: rgb=ycbcr2rgb(ycb); imshow(rgb) HSV彩色空間彩色空間 HSV（色調(diào)，飽和度，數(shù)值）是人們用來從調(diào)色板或顏色輪中挑選

10、顏色所用的彩色系統(tǒng)之一。 將RGB轉(zhuǎn)換為HSV的函數(shù)為rgb2hsv hsv=rgb2hsv(q); imshow(hsv) 將HSV轉(zhuǎn)換為RGB的函數(shù)為hsv2rgb rgb=hsv2rgb(hsv); imshow(rgb) CMY和和CMYK彩色空間彩色空間 青色，品紅色，黃色是光的三原色，大多數(shù)將顏料沉淀于紙上的設(shè)備，如彩色打印機(jī)和復(fù)印機(jī)，都需要CMY輸入。 變換函數(shù)：imcomplement cmy=imcomplement(rgb); imshow(cmy) rgb=imcomplement(cmy); imshow(rgb) HIS彩色空間彩色空間 HIS彩色空間是指色調(diào) （hu

11、e）、飽和度（saturation）和亮度（intensity）彩色空間。 RGB與與HIS彩色模型間的關(guān)系彩色模型間的關(guān)系 亮度軸：連接RGB立方體白色頂點(diǎn)與黑色頂點(diǎn)的連線。 亮度軸上的點(diǎn)的飽和度均為0，所有點(diǎn)都是灰色的。 HIS空間可看做由一個(gè)垂直的亮度軸以及垂直于此軸的一個(gè)平面的彩色點(diǎn)的軌跡組成。 將顏色從將顏色從RGB轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為HSI 12122()arccos()()360RGRBRGRB GBHBGBG31min( , )()1()3SR G BRGBIRGB 將顏色從將顏色從HSI轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為RGB RG區(qū)：(1)cos1cos(60)3()BISSHRIHGIRB GB區(qū)：1

12、20(1)cos1cos(60)3()HHRISSHGIHBIRG BR區(qū)：240(1)cos1cos(60)3()HHGISSHBIHRIGB function hsi = rgb2hsi(rgb) %RGB2HSI Converts an RGB image to HSI. % HSI = RGB2HSI(RGB) converts an RGB image to HSI. The input image % is assumed to be of size M-by-N-by-3, where the third dimension % accounts for three image

13、planes: red, green, and blue, in that % order. If all RGB component images are equal, the HSI conversion % is undefined. The input image can be of class double (with values % in the range 0, 1), uint8, or uint16. % The output image, HSI, is of class double, where:%hsi(:, :, 1) = hue image normalized

14、 to the range 0, 1 by dividing all angle values by 2*pi. % hsi(:, :, 2) = saturation image, in the range 0, 1.% hsi(:, :, 3) = intensity image, in the range 0, 1. % Extract the individual component immages. rgb = im2double(rgb); r = rgb(:, :, 1); g = rgb(:, :, 2); b = rgb(:, :, 3); % Implement the c

15、onversion equations. num = 0.5*(r - g) + (r - b); den = sqrt(r - g).2 + (r - b).*(g - b); theta = acos(num./(den + eps); H = theta; H(b g) = 2*pi - H(b g); H = H/(2*pi); num = min(min(r, g), b); den = r + g + b; den(den = 0) = eps; S = 1 - 3.* num./den; H(S = 0) = 0; I = (r + g + b)/3; % Combine all

16、 three results into an hsi image. hsi = cat(3, H, S, I); function rgb = hsi2rgb(hsi) %HSI2RGB Converts an HSI image to RGB. % RGB = HSI2RGB(HSI) converts an HSI image to RGB, where HSI is % assumed to be of class double with: % hsi(:, :, 1) = hue image, assumed to be in the range 0, 1 by having been

17、 divided by 2*pi. % hsi(:, :, 2) = saturation image, in the range 0, 1. % hsi(:, :, 3) = intensity image, in the range 0, 1. % The components of the output image are: % rgb(:, :, 1) = red. % rgb(:, :, 2) = green. % rgb(:, :, 3) = blue. % Extract the individual HSI component images. H = hsi(:, :, 1)

18、* 2 * pi; S = hsi(:, :, 2); I = hsi(:, :, 3); % Implement the conversion equations. R = zeros(size(hsi, 1), size(hsi, 2); G = zeros(size(hsi, 1), size(hsi, 2); B = zeros(size(hsi, 1), size(hsi, 2); % RG sector (0 = H 2*pi/3). idx = find( (0 = H) & (H 2*pi/3); B(idx) = I(idx) .* (1 - S(idx); R(idx) = I(idx) .* (1 + S(idx) .* cos(H(idx) ./ . cos(pi/3 - H(idx); G(idx)