3.4 MATLAB数字图像处理 图像处理就是将图像转换为一数字矩阵的形 式，并采用一定的算法对其进行的必要计算，以 提高图像的视觉质量或提取出有用信息的过程。 MATLAB包含了功能非常强大的图像处理工具 箱 IPT (Image Processing Tools). 本节主要介绍数字图像的概念、表示、读取 、显示与存储技术，后面几节分别介绍一些常用 图像处理技术及其在MATLAB中的实现方法
3.4 MATLAB数字图像处理 图像处理就是将图像转换为一数字矩阵的形 式，并采用一定的算法对其进行的必要计算，以 提高图像的视觉质量或提取出有用信息的过程。 MATLAB包含了功能非常强大的图像处理工具 箱——IPT（Image Processing Tools）。 本节主要介绍数字图像的概念、表示、读取 、显示与存储技术，后面几节分别介绍一些常用 图像处理技术及其在MATLAB中的实现方法
3.4.1数字图像的概念 从图像处理的角度来看，则可以分为模拟和 数字两大类，前者包括光学系统成像、胶片影像 等，后者是将模拟图像经抽样离散化处理后形成 的、计算机能够辨识的点阵图像。 数字图像存在的形式就是存储在硬盘等介质 中的数字化后的二维数组。现代数字图像与模拟 图像相比具有不可比拟的优点，突出表现在易于 存储、便于处理、传输方便、高抗扰性和易于加 密等
3.4.1数字图像的概念 从图像处理的角度来看，则可以分为模拟和 数字两大类，前者包括光学系统成像、胶片影像 等，后者是将模拟图像经抽样离散化处理后形成 的、计算机能够辨识的点阵图像。 数字图像存在的形式就是存储在硬盘等介质 中的数字化后的二维数组。现代数字图像与模拟 图像相比具有不可比拟的优点，突出表现在易于 存储、便于处理、传输方便、高抗扰性和易于加 密等
3.4.2数字图像的表示 幅灰度图像表示为如下矩阵形式： … fa f22f3 f= 代表像素(，)的亮度值， 其范围是从0255， 0表示黑，255表示白 。 彩色图像是用红、绿、蓝三组二维矩阵来表示 的， 这时的f记为：[fky)r,fk,y)g,fky)bl,其 中三组中的每个数值的范围都是0≈255
3.4.2 数字图像的表示 • 一幅灰度图像表示为如下矩阵形式： ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = M M MN N N f f f f f f f f f f f f K M M M O M M M L L 1 2 21 22 23 2 11 12 13 1 fij代表像素(i,j)的亮度值，其范围是从 0 ～255 ， 0表示黑，255表示白。 彩色图像是用红、绿、蓝三组二维矩阵来表示 的，这时的 f记为：[f(x,y) r ，f(x,y) g ，f(x,y) b ]，其 中三组中的每个数值的范围都是 0 ～255
3.4.3图像格式与图像类型 图像格式是指用来存储图像的文件格式。图像格式 通常有好多种，常因操作系统和图像处理软件的不同而 有所区别，但总的发展趋势是格式变得更加统一。常用 的图像格式如表3一7所示。 格式名称 扩展名 格式描述 JPEG .jpg .jpeg 静止图像格式 BMP .bmp Windows位图 TIFF .tif,.tiff 加标识信息的图像文件格式 GIF .gif 图形交换格式 PNG .png 可移植网络图形格式 XWD .xwd X Window存储图形格式
3.4.3 图像格式与图像类型 图像格式是指用来存储图像的文件格式。图像格式 通常有好多种，常因操作系统和图像处理软件的不同而 有所区别，但总的发展趋势是格式变得更加统一。常用 的图像格式如表 3 － 7所示。 XWD .xwd X Window存储图形格式 PNG .png 可移植网络图形格式 GIF .gif 图形交换格式 TIFF .tif, .tiff 加标识信息的图像文件格式 BMP .bmp Windows位图 JPEG .jpg .jpeg 静止图像格式 格式名称 扩展名 格式描述
与图像格式的定义不同，图像类型是依图像数 组中数值与像素颜色之间的关系不同而对图像进 行的分类。图像类型主要可分为四种： 灰度图像、索引图像、二值图像和RGB图像 需要说明的是，在MATLAB中，无论是哪种类 型的图像，其存储格式通常不外乎三种，即： uint8(8位无符号整型数)、uint16(16位无符 号整型数)及double(双精度数浮点数)
与图像格式的定义不同，图像类型是依图像数 组中数值与像素颜色之间的关系不同而对图像进 行的分类。图像类型主要可分为四种： 灰度图像、索引图像、二值图像和RGB图像 需要说明的是，在MATLAB中，无论是哪种类 型的图像，其存储格式通常不外乎三种，即： uint8（8位无符号整型数）、uint16（16位无符 号整型数）及double（双精度数浮点数）
1.灰度图像 灰度图像是一个数据矩阵，该矩阵的每一个 元素对应于图像中的一个像素点（pixel),元素 的值代表一定范围的灰度级 对于uint8类型的图像，则灰度取值范围为[0,255]； 对于uint16类型的图像，则灰度取值范围为[0,65535]； 对double类型的，则像素的取值为浮点数。灰度 图像一般不自带调色板，而使用默认的系统调色 板
1．灰度图像 • 灰度图像是一个数据矩阵，该矩阵的每一个 元素对应于图像中的一个像素点（pixel），元素 的值代表一定范围的灰度级。 • 对于uint8类型的图像，则灰度取值范围为[0,255]； • 对于uint16类型的图像，则灰度取值范围为[0,65535]； • 对double类型的，则像素的取值为浮点数。灰度 图像一般不自带调色板，而使用默认的系统调色 板
2.索引图像 国外电于与通信教材系列 到图像是左种恭 素值直接作为RGB调 色 冈萨雷斯 奥魔因蓬 下标的图像。 数字图像处理 图像 (MATLAB版) 区别在于， 幅索引 Digital Image Processing Using MATLAB 一 图 除了包括图像数 阵以外， 还包含一 个 图像调色板。 索引图像主要用于网络 整于MATLAB的 实用数值计算
2．索引图像 • 索引图像是一种把图像 像素值直接作为RGB调色 板下标的图像。通常索 引图像与灰度图像的最 大区别在于，一幅索引 图像除了包括图像数据 矩阵以外，还包含一个 图像调色板。 • 索引图像主要用于网络 上的图片传输和一些对 图像像素、大小等有严 格要求的地方
3.二值图像 二值图像是由0和1两种逻辑值数组组成的数字 图像，逻辑值0相当于在灰度图像中的0，逻辑 值1相当于灰度图像中的255。二值图像每一像 素只有0和1两种可能的数值或灰度等级状态。 二值图像常用于对图像内容进行标记处理。 厝AU9060 (a)灰度图 c)水平投影（旋转后） 厝AU9060 晋AU9060 (b)旋转后 (d)二值化后
3．二值图像 • 二值图像是由0和1两种逻辑值数组组成的数字 图像，逻辑值0相当于在灰度图像中的0，逻辑 值1相当于灰度图像中的255。二值图像每一像 素只有0和1两种可能的数值或灰度等级状态。 二值图像常用于对图像内容进行标记处理
4.RGB图像 RGB图像通常称为真彩色图像，它直接来 源于图像传感器件所采集的模拟信号量化 后的输出。每一像素点的数字量化输出均 由三个数值来分别标明红、绿、蓝分量的 幅值。 在MATLAB中，一幅RGB图像由mXnX3 的数组来表示，其中m和n分别为图像的宽 度和长度，3代表三个颜色分量。对于常用 的RGB图像，每个颜色分量均由一个字节 来表示，这样就构成24位的RGB图像
4．RGB图像 • RGB图像通常称为真彩色图像，它直接来 源于图像传感器件所采集的模拟信号量化 后的输出。每一像素点的数字量化输出均 由三个数值来分别标明红、绿、蓝分量的 幅值。 • 在MATLAB中，一幅RGB图像由m×n×3 的数组来表示，其中m和n分别为图像的宽 度和长度，3代表三个颜色分量。对于常用 的RGB图像，每个颜色分量均由一个字节 来表示，这样就构成24位的RGB图像
常用图像类型转换函数 类型转换函数 函数功能描述 rgb2gray 将一幅RGB图像转换为灰度图像， rgb2ind 将一幅RGB图像转换为索引图像； im2bw 使用阈值截取方法，将一幅灰度图像、索引 图像或RGB图像转换为二值图像； ind2gray 将一幅索引图像转换为灰度图像； gray2ind 将一幅灰度图像转换为索引图像； dither 使用抖动算法，将RGB图像转换为索引图像 ，或将灰度图像转换为二值图像
常用图像类型转换函数 将一幅RGB图像转换为灰度图像； 将一幅RGB图像转换为索引图像； 使用阈值截取方法，将一幅灰度图像、索引 图像或RGB图像转换为二值图像； 将一幅索引图像转换为灰度图像； 将一幅灰度图像转换为索引图像； 使用抖动算法，将RGB图像转换为索引图像 ，或将灰度图像转换为二值图像。 rgb2gray rgb2ind im2bw ind2gray gray2ind dither 类型转换函数 函数功能描述