MATLAB圖形圖像處理學習

專業(yè)軟件實習胡俊杰2007.4MATLAB在數(shù)字圖形處理中的應用通過本部分的學習，主要熟悉MATLAB在數(shù)字圖形、圖像處理方面的相關(guān)指令，了解具體應用情況。MATLAB在數(shù)字圖形處理中的應用三維繪圖Plot3(x1,y1,z1,s1,x2,y2,z2,s2,…)或plot3(x,y,z,s):繪制三維曲線條圖，x,y,z

第一到三維數(shù)據(jù)，必須尺寸相等。S是可選字符串，用來表示線型、顏色以及數(shù)據(jù)標記。patch(x,y,c):二維圖形填色，x,y是向量或矩陣，c用來指定顏色。patch(x,y,z,c):三維圖形填色，x,y，z是向量或矩陣，c用來指定顏色。MATLAB在數(shù)字圖形處理中的應用三維繪圖[X,Y]=meshgrid(x,y):平面網(wǎng)格點生成。mesh(X,Y,Z,C):三維網(wǎng)格曲面繪制，X、Y、Z、C是同維數(shù)的矩陣，X、Y、Z對應確定空間上的網(wǎng)格點，C為顏色矩陣。mesh(Z):Z=C時簡化命令,此時[m,n]=size(Z)則x=1:n，y=1:m。meshc(X,Y,Z,C):除生成網(wǎng)格曲面外，還在x-y平面上生成曲面的等高線圖。meshz(X,Y,Z,C):除生成網(wǎng)格曲面外，還在曲面下加上長方體的臺柱。surf(X,Y,Z,C):三維著色曲面繪制，用法同mesh。surfl(X,Y,Z,C):繪制在光線情況下的表面圖。axis([xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax]):手動方式選擇新的坐標系。MATLAB在數(shù)字圖形處理中的應用例1：繪制一個三維螺旋線。MATLAB在數(shù)字圖形處理中的應用執(zhí)行結(jié)果：例2：繪制三維網(wǎng)格圖和三維曲面圖，給定二元函數(shù)：其中x∈[-3，3]；y∈[-3，3]MATLAB在數(shù)字圖形處理中的應用MATLAB在數(shù)字圖形處理中的應用實現(xiàn)的命令執(zhí)行結(jié)果

MATLAB在數(shù)字圖形中的應用練習一：自己在MATLAB中操作上面例題。MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用

MATLAB中有3種圖像類型：索引圖像、強度（灰度）圖像、RGB（真彩）圖像。索引圖像包含一個數(shù)據(jù)矩陣X，一個顏色映像矩陣Map，通常存在一起。MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用圖像處理基本命令imread：讀取一個圖像,A=imread（filename，fmt）save：圖像文件導出，例：savericeA，將圖像數(shù)據(jù)A導出到rice.mat中l(wèi)oad：從磁盤中*.mat文件導入圖像數(shù)據(jù)，直接裝入內(nèi)存工作空間load 將保存在’matlab.mat’中的所有變量裝入工作空間loadfile 從’file.mat’文件中裝入變量loadfileXYZ 從’file.mat’中裝入指定的變量MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用圖像處理基本命令Image：顯示索引圖像。image 返回一個圖像句柄給image對象。image(X)將矩陣X作為圖像顯示。imagesc：顯示強度圖像，imagesc（X,[lowhigh]）,[lowhigh]強度范圍。MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用圖像處理基本命令imshow：標準圖像顯示imshow(I,n) 使用n個灰度級顯示灰度圖像I。imshow(I,[lowhigh])可將I顯示為灰度圖像，灰度級為[lowhigh]。imshow(X,map) 顯示索引圖像X，使用顏色圖map。imshow(RGB) 顯示真彩色圖像RGBimshow(filename) 顯示filename圖像文件中的圖像。MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用圖像處理基本命令colorbar：顏色條顯示。colorbar(‘vert’) 在垂直軸旁增加一顏色等級條。colorbar(‘hotiz’) 在水平軸旁增加一顏色等級條。colormap：在當前圖像窗口中安裝一個顏色映像colormap(map)將map作為當前圖像窗口顏色映像。colormap(‘default’) 裝入默認的顏色映像（jet）。標準顏色映像有：hsv,hot,cool,pink,gray,bone,jet,copper,prism,flag。MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用例3：clear %清除內(nèi)存變量whos

loadwoman %將woman.mat裝入內(nèi)存whos

image（X）%顯示圖像MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用例4：imshow('rice.tif');%直接顯示圖像文件MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用例5：色彩等級條和調(diào)色板的使用MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用顯示索引文件MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用裝入顏色加顏色等級條MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用裝入灰調(diào)色板MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用裝入舊調(diào)色板MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用圖像增強處理練習三：輸入一張圖片，進行直方圖均衡處理，并觀察原始圖像和均衡化后的圖像的直方圖。MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用顯示原圖MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用處理后圖像MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用原直方圖MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用處理后直方圖MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用練習四：輸入一圖像，加噪，然后再進行中值濾波處理。觀察原始圖像，加噪后圖像和中值濾波處理后的圖像的差別。MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用顯示原圖MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用加噪后圖像MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用對加噪圖像濾波處理后圖像MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用圖像壓縮使用二維離散余弦變換（DCT）進行圖像壓縮。顯示原圖像、DCT系數(shù)圖像、重構(gòu)圖像與誤差圖像（原圖像與重構(gòu)圖像之差），并計算均方誤差MSE。原始圖像被轉(zhuǎn)換成為8x8大小的塊進行壓縮與重構(gòu)，重構(gòu)時IDCT僅使用DCT系數(shù)的子集。壓縮后，僅保留具有較大方差的若干個DCT系數(shù)，丟棄其它的有較小方差的DCT系數(shù)，因為它們對重構(gòu)的影響較小。壓縮應該做到在最合理地近似原圖像的情況下使用最少的系數(shù)。MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用functiontest3_5(trueImage,Cnum)%trueImage：待壓縮的原圖像Cnum：壓縮時保留的系數(shù)的個數(shù)trueImage=double(trueImage)/255;%轉(zhuǎn)化為雙精度型figure(1);imshow(trueImage);title('originalimage');%顯示原始圖像%以下為對圖像進行DCT變換dctm=dctmtx(8);%得到圖像的DCT系數(shù)矩陣及DCT系數(shù)方差矩陣imageDCT=blkproc(trueImage,[8,8],'P1*x*P2',dctm,dctm.');%計算DCT矩陣，返回8x8DCT變換矩陣DCTvar=im2col(imageDCT,[8,8],'distinct').';%對圖像實行不同的塊處理n=size(DCTvar,1);%重排圖像塊為矩陣列DCTvar=(sum(DCTvar.*DCTvar)-(sum(DCTvar)/n).^2)/n;%求矩陣的行數(shù)[dum,order]=sort(DCTvar);%排序MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用%以下為顯示系數(shù)圖像Cnum=64-Cnum;%1表示保留的系數(shù)，0表示丟棄的系數(shù)mask=ones(8,8);%全1矩陣mask(order(1:Cnum))=zeros(1,Cnum);im8x8=zeros(9,9);im8x8(1:8,1:8)=mask;im128x128=kron(im8x8(1:8,1:8),ones(16));%Kronecher張量積figure(2);imshow(im128x128);title('DCTcoefficients');%顯示DCT系數(shù)圖像MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用%以下為重構(gòu)及顯示圖像dctm=dctmtx(8);newImage=blkproc(imageDCT,[8,8],'P1*(x.*P2)*P3',dctm.',mask(1:8,1:8),dctm);figure(3);imshow(newImage);title('reconstructedimage');%顯示壓縮圖像figure(4);imshow(trueImage-newImage+0.45);title('errorimage');%顯示誤差圖像error=(trueImage.^2-newImage.^2);MSE=sum(error(:))/prod(size(t