实验一--Matlab编程环境下图像的读取qiaohanyan

实验一Matlab编程环境下图像的读取、存储和显示一、实验目的与要求1．熟悉及掌握在MATLAB中能够处理哪些格式图像。2．熟练掌握在MATLAB中如何读取图像。3．掌握如何利用MATLAB来获取图像的大小、颜色、高度、宽度等等相关信息。4．掌握如何在MATLAB中按照指定要求存储一幅图像的方法。5．图像的显示。二、实验原理及知识点1、数字图像的表示和类别一幅图像可以被定义为一个二维函数f(x,y),其中x和y是空间(平面)坐标，f在任何坐标处(x,y)处的振幅称为图像在该点的亮度。灰度是用来表示黑白图像亮度的一个术语，而彩色图像是由单个二维图像组合形成的。例如，在RGB彩色系统中，一幅彩色图像是由三幅独立的分量图像(红、绿、蓝)组成的。因此，许多为黑白图像处理开发的技术适用于彩色图像处理，方法是分别处理三副独立的分量图像即可。图像关于x和y坐标以及振幅连续。要将这样的一幅图像转化为数字形式，就要求数字化坐标和振幅。将坐标值数字化成为取样；将振幅数字化成为量化。采样和量化的过程如图1所示。因此，当f的x、y分量和振幅都是有限且离散的量时，称该图像为数字图像。作为MATLAB基本数据类型的数值数组本身十分适于表达图像，矩阵的元素和图像的像素之间有着十分自然的对应关系。图1图像的采样和量化根据图像数据矩阵解释方法的不同，MATLAB把其处理为4类：亮度图像(Intensityimages)二值图像(Binaryimages)索引图像(Indexedimages)RGB图像(RGBimages)(1)亮度图像一幅亮度图像是一个数据矩阵，其归一化的取值表示亮度。若亮度图像的像素都是uint8类或uint16类，则它们的整数值范围分别是[0，255]和[0，65536]。若图像是double类，则像素取值就是浮点数。规定双精度型归一化亮度图像的取值范围是[0，1](2)二值图像一幅二值图像是一个取值只有0和1的逻辑数组。而一幅取值只包含0和1的uint8类数组，在MATLAB中并不认为是二值图像。使用logical函数可以把数值数组转化为二值数组或逻辑数组。创建一个逻辑图像，其语法为：B=logical(A)其中，B是由0和1构成的数值数组。要测试一个数组是否为逻辑数组，可以使用函数:islogical(c)若C是逻辑数组，则该函数返回1；否则，返回0。(3)索引图像索引颜色通常也称为映射颜色，在这种模式下，颜色都是预先定义的，并且可供选用的一组颜色也很有限，索引颜色的图像最多只能显示256种颜色。一幅索引颜色图像在图像文件里定义，当打开该文件时，构成该图像具体颜色的索引值就被读入程序里，然后根据索引值找到最终的颜色。(4)RGB图像一幅RGB图像就是彩色像素的一个M×N×3数组，其中每一个彩色相似点都是在特定空间位置的彩色图像相对应的红、绿、蓝三个分量。按照惯例，形成一幅RGB彩色图像的三个图像常称为红、绿或蓝分量图像。令fR，fG和fB分别代表三种RGB分量图像。一幅RGB图像就利用cat(级联)操作将这些分量图像组合成彩色图像：rgb_image=cat(3,fR,fG,fB)在操作中，图像按顺序放置。2、数据类和图像类型间的转化表1中列出了MATLAB和IPT为表示像素所支持的各种数据类。表中的前8项称为数值数据类，第9项称为字符类，最后一项称为逻辑数据类。工具箱中提供了执行必要缩放的函数(见表2)。以在图像类和类型间进行转化。表1-1MATLAB和IPT支持数据类型名称描述double双精度浮点数，范围为uint8无符号8比特整数，范围为[0255]3083081010uint16无符号16比特整数，范围为[065536]uint32无符号32比特整数，范围为[04294967295]int8有符号8比特整数，范围为[-128127]int16有符号16比特整数，范围为[-3276832767]int32有符号32比特整数，范围为[-21474836482147483647]single单精度浮点数，范围为char字符logical值为0或1表1-2格式转换函数名称将输入转化为有效的输入图像数据类im2uint8uint8logical,uint8,uint16和doulbeim2uint16uint16logical,uint8,uint16和doulbemat2graydouble,范围为[01]doubleim2doubledoublelogical,uint8,uint16和doulbeim2bwlogicaluint8,uint16和double下面给出读取、压缩、显示一幅图像的程序(%后面的语句属于标记语句，编程时可不用输入)I=imread(‘原图像名.tif’);%读入原图像,tif格式whosI%显示图像I的基本信息imshow(I)%显示图像imfinfofilenameimwrite(I,'filename.jpg','quality',q);%这种格式知识用于jpg格式，压缩存储图像，q是0-100之间的整数imwrite(I,'filename.bmp');%以位图（BMP）的格式存储图像%显示多幅图像，其中n为图形窗口的号数figure(n),imshow('filename');gg=im2bw('filename');%将图像转为二值图像figure,imshow(gg)%显示二值图像三、实验内容及步骤1．利用imread()函数读取一幅图像，假设其名为flower.tif，存入一个数组中；2．利用whos命令提取该读入图像flower.tif的基本信息；3．利用imshow()函数来显示这幅图像；4．利用imfinfo函数来获取图像文件的压缩，颜色等等其他的详细信息；5．利用imwrite()函数来压缩这幅图象，将其保存为一幅压缩了像素的jpg文件,设为flower.jpg；语法：imwrite(原图像，新图像，‘quality’,q),q取0-100。6．同样利用imwrite()函数将最初读入的tif图象另存为一幅bmp图像，设为flower.bmp。7．用imread()读入图像：Lenna.jpg和camema.jpg；8．用imfinfo()获取图像Lenna.jpg和camema.jpg的大小；30830810109．用figure,imshow()分别将Lenna.jpg和camema.jpg显示出来，观察两幅图像的质量。10．用im2bw将一幅灰度图像转化为二值图像，并且用imshow显示出来观察图像的特征。11．将每一步的函数执行语句拷贝下来，写入实验报告，并且将得到第3、9、10步得到的图像效果拷贝下来。四、实验过程1．利用imread()函数读取一幅图像，假设其名为flower.tif，存入一个数组中；2．利用whos命令提取该读入图像flower.tif的基本信息；3．利用imshow()函数来显示这幅图像；实验操作：实验结果：4．利用imfinfo函数来获取图像文件的压缩，颜色等等其他的详细信息；实验操作：实验结果：5．利用imwrite()函数来压缩这幅图象，将其保存为一幅压缩了像素的jpg文件,设为flower.jpg；语法：imwrite(原图像，新图像，‘quality’,q),q取0-100。实验操作：实验结果：flower2.jpg6．同样利用imwrite()函数将最初读入的tif图象另存为一幅bmp图像，设为flower.bmp。实验操作：实验结果：flower3.bmp7．用imread()读入图像：Lenna.jpg和camema.jpg；8．用imfinfo()获取图像Lenna.jpg和camema.jpg的大小；9．用figure,imshow()分别将Lenna.jpg和camema.jpg显示出来，观察两幅图像的质量。实验操作：实验结果：10．用im2bw将一幅灰度图像转化为二值图像，并且用imshow显示出来观察图像的特征。实验操作：实验结果：