圖像顏色RGB調(diào)整的MATLAB實現(xiàn)

圖像顏色RGB調(diào)整的MATLAB實現(xiàn)圖像顏色RGB調(diào)整的MATLAB實現(xiàn)/NUM.MATLAB簡介MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB是matrix和laboratory兩個詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實驗室圖1-1MATLAB工作界面）。是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計算、可視化以及交互式程序設(shè)計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學(xué)計算軟件的先進水平。MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等領(lǐng)域。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點，使MATLAB成為一個強大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進行下載就可以用。2.圖像處理簡介數(shù)字圖像處理，通俗地講是指應(yīng)用計算機以及數(shù)字設(shè)備對圖像進行加工處理的技術(shù)。2.1.數(shù)字圖像處理發(fā)展概述20世紀20年代，圖像處理技術(shù)首次應(yīng)用于改善倫敦到紐約之間的海底電纜傳送圖片的質(zhì)量。1964年，美國噴氣推動實驗室用計算機成功地對4000多張月球照片進行處理。70年代中期，隨著離散數(shù)學(xué)理論的創(chuàng)立和完善，數(shù)字圖像處理技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，理論和方法不斷完善。90年代，隨著個人計算機進入家庭，硬件價格不斷下降，數(shù)字世界逐漸進入人們的生活。2.2.圖像處理技術(shù)圖像處理技術(shù)包括：1.圖像信息的獲取：為了在計算機上進行圖像處理，必須把作為處理對象的模擬圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信息。圖像信息的獲取，一般包括圖像的攝取、轉(zhuǎn)換及數(shù)字化等幾個步驟。該部分主要由處理系統(tǒng)硬件實現(xiàn)。2.圖像信息的存儲于交換：由于數(shù)字圖像信息量大，且在處理過程中必須對數(shù)據(jù)進行存儲和交換，為了解決大數(shù)據(jù)量及交換與傳輸時間的矛盾，通常除采用大容量機內(nèi)存存儲器進行并行傳送，直接存儲訪問外，還必須采用外部磁盤、光盤及磁帶存儲方式，從而達到提高處理的目的。該部分組要功能也由硬件完成。3.數(shù)字圖像處理：數(shù)字圖像處理，即把在空間上離散的，在幅度上量化分層的數(shù)字圖像，在經(jīng)過一些特定數(shù)理模式的加工處理，以達到有利于人眼視覺或某種接收系統(tǒng)所需要的圖像過程。4.數(shù)字圖像通訊：80年代以來，由于計算機技術(shù)和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的巨大發(fā)展，推動了通訊技術(shù)（包括語言、數(shù)據(jù)、圖像）的飛速發(fā)展。因為圖像通訊具有形象直觀、可靠、高效率等一系列優(yōu)點，尤其是數(shù)字圖像通訊比模擬圖像通訊更具抗干擾性，便于壓縮編碼處理和易于加密，因此在圖像通訊工程中數(shù)字處理技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用。5.圖像的輸出和顯示：數(shù)字圖像處理的最終目的是為了提供便于人眼或接收系統(tǒng)解釋和社別圖像，因此圖像的輸出和顯示很重要。一般圖像輸出的方式可分為硬拷貝，諸如照相、打印、掃描鼓等，還有所謂的軟拷貝，諸如CRT監(jiān)視器及各種新型的平板監(jiān)視器等。3．圖像處理的內(nèi)容圖像處理的內(nèi)容包括：1.圖像數(shù)字化：圖像數(shù)字化即圖像采樣和量化，是指把連續(xù)的圖像信號變?yōu)殡x散的數(shù)字信號，以適應(yīng)計算機的處理。2.圖像編碼壓縮：把數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)按一定規(guī)則進行排列或運算過程，稱為圖像編碼。利用圖像本身的內(nèi)在特性，通過某種特殊的編碼方式，達到減少原圖像數(shù)據(jù)時空占用量的處理叫做圖像壓縮編碼。3.圖像變換：一般指利用正交變換的性質(zhì)和特點，將圖像轉(zhuǎn)換到變換域中進行處理，并且大部分變換都有快速算法。4.圖像增強：圖像增強的目的是突出圖像中所感興趣的部分，如強化圖像的高頻分量，可使圖像中物體輪廓清晰，細節(jié)明顯。5.圖像復(fù)原：圖像復(fù)原是盡可能恢復(fù)圖像的本來面貌，是對圖像整體而言，而且在復(fù)原處理時，往往必須追求降質(zhì)原因，以便“對癥下藥”，而增強往往是局部。6.圖像分割：將圖像中包含的物體，按其灰度或幾何特性分割，并進行處理分析，從中提取有效分量、數(shù)據(jù)等有用信息。這是進一步進行圖像處理如模式識別、機器視覺等技術(shù)的基礎(chǔ)。7.圖像分類：簡單地說就是在圖像分割的基礎(chǔ)上，進行我體的判決分類。8.圖像重建：它是對一些三維物體，應(yīng)用x射線、超聲波等物理方法，取得物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，再將這些數(shù)據(jù)進行運算處理而構(gòu)成物體內(nèi)部某些部位的圖像。目前圖像重建最成功的例子是CT技術(shù)（計算機斷層掃描成像技術(shù)）、彩色超聲波等。RGB模型RGB模型也稱為加色法混色模型。它是以RGB三色光互相疊加來實現(xiàn)混色的方法，因而適合于顯示器等發(fā)光體的顯示。其混色規(guī)律是：以等量的紅、綠、藍基色光混合時。如果是三原色光中的兩種色光（注意，不是顏料）進行等比例混合的話，那么，得到的結(jié)果是品紅、黃、青三色光。紅+綠=黃紅+藍=品紅綠+藍=青紅+綠+藍=白三種基色光全無=黑這是色光混合，稱為加色混合法。加色法的混色規(guī)律可用圖表示。其配色方程描述：F(物體顏色)=R（紅色的百分比）+G（綠色的百分比）+B（藍色的百分比）如果就是這三種顏料相混的話，那么，大體上，紅+綠=暗灰紅；紅+藍=紫色；綠+藍=青綠色。這是色彩混合，稱為減色混合法。切記，色光混合跟顏料混合是不同性質(zhì)的。4.GUI界面設(shè)定1.在matlab命令窗口中運行g(shù)uide命令，來打開GUIDE界面，如下：圖4-1GUIDE界面2.然后，選擇空模板(BlangGUI)，點擊OK，即可打開GUIDE的設(shè)計界面，如下：圖4-2GUIDE設(shè)計界面3.點擊工具欄上的菜單編輯器(MenuEditor)，打開菜單編輯器，如下：圖4-3菜單編輯器在MenuBar中新建一個菜單項，名字為“文件”，其他設(shè)置請看下圖：圖4-4菜單屬性設(shè)置5.在“文件”菜單下添加菜單項：“打開”，“保存”，“退出”。見下圖：圖4-5完成后的菜單編輯器6.保存我的界面為pjimage.fig.保存完畢之后，會自動打開pjimage.m文件，而我們所有的程序都是要寫在這個M文件里面的。在界面上，單擊鼠標右鍵選擇“PropertyInspector”，即可打開屬性窗口。設(shè)置當前Figure窗口的Tag屬性為：figure_pjimage，窗口的標題(Name屬性)為：圖像處理圖像處理實例，如下：圖4-6GUI界面屬性設(shè)置7.然后點擊GUI界面坐側(cè)的Axes按鈕在界面設(shè)置出兩個坐標空間，并用上面的方法將兩個坐標空間的Tag屬性改為“axes_src”和“axes_dst”；然后點擊GUI界面坐廁的pushButton按鈕，在界面上設(shè)置兩個按鈕1，并用上面的方法將兩個按鈕的Tag屬性分別設(shè)置為“pushbutton_cf”和“pushbutton_hz”,String屬性分別設(shè)置為“DCTbutton”和“HZButton”，BabckgroundClor屬性分別設(shè)置為黃色和紅色。設(shè)置完后進行保存，得到界面如下圖上所示：圖4-7設(shè)置完成的GUI界面5.仿真處理設(shè)計好圖形界面（GUI）程序，使用三個滑動條實現(xiàn)R,G,B各分量上下可調(diào)，即是如下圖所示。圖5-1原始圖像和調(diào)節(jié)后的圖像改變其紅綠藍系數(shù)，得到如下圖圖5-2改變滑動條后的調(diào)整圖像至此，該過程結(jié)束，達到題目的要求，使用三個滑動條實現(xiàn)R,G,B各分量上下可調(diào)。調(diào)整范圍在0到1之間，顯示原始圖像，和調(diào)整后的圖像。同時顯示原始的R,G,B三分量的灰度圖像。圖像顏色RGB調(diào)整的MATLAB實現(xiàn)完成。總結(jié)本次的基礎(chǔ)強化訓(xùn)練結(jié)束后，我感觸頗深。想到萬事開頭難，的確是這樣的。剛開始接觸MATLAB時，感覺什么都不懂，因為這個軟件的復(fù)雜性遠遠超出了其他的軟件，全英文不說，還比較繁瑣。其實本次課程設(shè)計的難點就是在程序編程上面和軟件的使用上。如果以前沒用過這個軟件，我們會很難下手，但是通過慢慢的熟悉這個軟件后，發(fā)現(xiàn)其實主要的難點就是在程序上了。如果沒有程序還是很難做出來的。因為本次課設(shè)所涉及到的知識相Matlab的GUI界面以及所涉及到的圖像處理知識其實都只是皮毛。在做起來后，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上查閱資料是很困難的，因為網(wǎng)上資料不全，所以只好查閱相關(guān)資料，查閱相關(guān)MATLAB書籍，在有了相關(guān)的知識儲備后，開始著手設(shè)計，一次次是失敗中找原因，有時候找不出來真的是很急，這是候我很感謝同學(xué)的無私幫助，關(guān)于好多問題，我請教的他們，沒有同學(xué)的幫忙這次基礎(chǔ)強化訓(xùn)練真的是很難做出來的。當最后程序?qū)懲?，把仿真做完時，我終于長長的舒了口氣。本次基礎(chǔ)強化訓(xùn)練大大的加強了我對MATLAB軟件的熟悉程度和處理問題能力，同時也鍛煉了我查閱相關(guān)資料的能力和自我思考能力。參考文獻[1].李顯宏《MATLAB7.x界面設(shè)計與編譯技巧》電子工業(yè)出版社2006[2].飛思科技產(chǎn)品研發(fā)中心《MATLAB6.5輔助圖像處理》電子工業(yè)出版社2003[3].羅軍輝馮平《MATLAB7.0在圖像處理中的應(yīng)用》機械工業(yè)出版社2007[4].秦襄培鄭賢中《MATLAB圖像處理寶典》電子工業(yè)出版社2011[5].賀興華周媛媛《MATLAB7.x圖像處理》人民郵電出版社2006附錄程序清單：functionvarargout=pjimage(varargin)%PJIMAGEMATLABcodeforpjimage.fig%PJIMAGE,byitself,createsanewPJIMAGEorraisestheexisting%singleton*.%%H=PJIMAGEreturnsthehandletoanewPJIMAGEorthehandleto%theexistingsingleton*.%%PJIMAGE('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...)callsthelocal%functionnamedCALLBACKinPJIMAGE.Mwiththegiveninputarguments.%%PJIMAGE('Property','Value',...)createsanewPJIMAGEorraisesthe%existingsingleton*.Startingfromtheleft,propertyvaluepairsare%appliedtotheGUIbeforepjimage_OpeningFcngetscalled.An%unrecognizedpropertynameorinvalidvaluemakespropertyapplication%stop.Allinputsarepassedtopjimage_OpeningFcnviavarargin.%%*SeeGUIOptionsonGUIDE'sToolsmenu.Choose"GUIallowsonlyone%instancetorun(singleton)".%%Seealso:GUIDE,GUIDATA,GUIHANDLES%Edittheabovetexttomodifytheresponsetohelppjimage%LastModifiedbyGUIDEv2.506-Sep-201316:11:48%Begininitializationcode-DONOTEDITgui_Singleton=1;gui_State=struct('gui_Name',mfilename,...'gui_Singleton',gui_Singleton,...'gui_OpeningFcn',@pjimage_OpeningFcn,...'gui_OutputFcn',@pjimage_OutputFcn,...'gui_LayoutFcn',[],...'gui_Callback',[]);ifnargin&&ischar(varargin{1})gui_State.gui_Callback=str2func(varargin{1});endifnargout[varargout{1:nargout}]=gui_mainfcn(gui_State,varargin{:});elsegui_mainfcn(gui_State,varargin{:});end%Endinitializationcode-DONOTEDIT%Executesjustbeforepjimageismadevisible.functionpjimage_OpeningFcn(hObject,eventdata,handles,varargin)setappdata(handles.figure_pjimage,'img_src',0);%Thisfunctionhasnooutputargs,seeOutputFcn.%hObjecthandletofigure%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)%varargincommandlineargumentstopjimage(seeVARARGIN)%Choosedefaultcommandlineoutputforpjimagehandles.output=hObject;%Updatehandlesstructureguidata(hObject,handles);%UIWAITmakespjimagewaitforuserresponse(seeUIRESUME)%uiwait(handles.figure_pjimage);%Outputsfromthisfunctionarereturnedtothecommandline.functionvarargout=pjimage_OutputFcn(hObject,eventdata,handles)%varargoutcellarrayforreturningoutputargs(seeVARARGOUT);%hObjecthandletofigure%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)%Getdefaultcommandlineoutputfromhandlesstructurevarargout{1}=handles.output;%%Executesonslidermovement.functionslider1_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletoslider1(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)%Hints:get(hObject,'Value')returnspositionofslider%get(hObject,'Min')andget(hObject,'Max')todeterminerangeofsliderglobalRglobalGglobalBglobalval1globalval2globalval3val1=get(hObject,'Value');set(handles.text1,'String',num2str(val1));axes(handles.axes3);imshow(val1*R);axes(handles.axes4);imshow(val2*G);axes(handles.axes5);imshow(val3*B);axes(handles.axes2);I=cat(3,val1*R,val2*G,val3*B);imshow(I);%Executesduringobjectcreation,aftersettingallproperties.functionslider1_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletoslider1(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesempty-handlesnotcreateduntilafterallCreateFcnscalled%Hint:slidercontrolsusuallyhavealightgraybackground.ifisequal(get(hObject,'BackgroundColor'),get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))set(hObject,'BackgroundColor',[.9.9.9]);end%Executesonslidermovement.functionslider2_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletoslider2(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)%Hints:get(hObject,'Value')returnspositionofslider%get(hObject,'Min')andget(hObject,'Max')todeterminerangeofsliderglobalRglobalGglobalBglobalval1globalval2globalval3val2=get(hObject,'Value');set(handles.text2,'String',num2str(val2));axes(handles.axes3);imshow(val1*R);axes(handles.axes4);imshow(val2*G);axes(handles.axes5);imshow(val3*B);axes(handles.axes2);I=cat(3,val1*R,val2*G,val3*B);imshow(I);%Executesduringobjectcreation,aftersettingallproperties.functionslider2_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletoslider2(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesempty-handlesnotcreateduntilafterallCreateFcnscalled%Hint:slidercontrolsusuallyhavealightgraybackground.ifisequal(get(hObject,'BackgroundColor'),get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))set(hObject,'BackgroundColor',[.9.9.9]);end%Executesonslidermovement.functionslider3_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletoslider3(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)%Hints:get(hObject,'Value')returnspositionofslider%get(hObject,'Min')andget(hObject,'Max')todeterminerangeofsliderglobalRglobalGglobalBglobalval1globalval2globalval3val3=get(hObject,'Value');set(handl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