1、技术凝聚实力专业创新出版第 24章 图像处理工具箱l 数字图像处理的研究主要有两个方面：其一是为了便于人工分析而对图像信息的改进，包括图像去噪、增强、图像恢复等；其二是为了便于机器自动理解，对图像进行的分割、理解等。本章主要针对数字图像处理的前一个方面，目的是使读者对利用 MATLAB进行图像处理有一个初步的了解，引领读者走过这个 “ 门槛 ” 。这里不准备对 MATLAB图像处理工具箱的所有内容逐项做介绍，而着重从基本概念、基本操作入手，抽取一些经常使用的功能，使本章自成体系，主要内容如下： MATLAB数字图像处理中涉及的一些基本概念，基本的图像数据操作；l 数字图像的灰度变换； 数字图像
2、的代数运算；l 数字图像的几何运算，包括图像缩放、旋转、裁剪；l 数字图像滤波。技术凝聚实力专业创新出版24.1 数字图像基础l 本节介绍一些与数字图像相关的概念，包括数字图像的采样和量化、数字图像的类型及表示，这些概念以及相关的符号会在本章后续内容中经常用到。l 本节另一个重要的内容是介绍 MATLAB图像数据的读入、显示、输出等操作，这些操作是后续图像处理的前提。技术凝聚实力专业创新出版24.1.1 数字图像的生成l 图像是由 “ 照射 ” 源和形成图像的 “ 场景 ” 元素对光能的反射或吸收相结合而产生的。照射可能由电磁能源引起，如雷达、红外线或X射线，也可能是非传统光源，如超声波等。场
3、景可能是熟悉的物体，也可能是分子、沉积岩、大脑等。图显示了数字图像生成的典型过程，成像系统获取场景反射的能量，并将其映射到图像平面，经过采样和量化即得到数字图像。技术凝聚实力专业创新出版24.1.2 图像的类型l MATLAB图像处理工具箱为多种类型的数字图像提供了支持，它们不仅在存储方式上存在差别，相应的操作、处理也有所不同，这里着重从存储方式的不同考虑各种图像类型。 MATLAB图像处理工具箱支持的图像类型有以下4种。技术凝聚实力专业创新出版24.1.3 读写图像数据l 函数 imread从图像文件中读取图像数据， imread支持大多数常用的图像格式，表列出了 imread支持的图像格式
4、。技术凝聚实力专业创新出版24.1.4 显示图像数据l MATLAB图像处理工具箱有两个函数， imshow和imtools可以用于数字图像的显示。 imshow是基本的显示函数，例如，对前面已经读入的图像数据 I（ pout图像数据），在 MATLAB命令窗口输入以下代码。l imshow(I)技术凝聚实力专业创新出版24.1.5 转换图像格式l 图像格式的转换是图像处理过程中经常要做的工作，往往需要将图像从一种格式转换为另一种格式，这样才能完成某些图像处理任务，之后再将图像转换到原来的格式。图像的转换包括图像类型的转换，如灰度图转换为二值图；以及图像数据存储格式的转换，如 uint8型灰度
5、图转换为 single型灰度图。l 下面首先介绍图像类型的转换。函数 dither将灰度图转换为二值图或 RGB图转换为索引图。 X = dither(RGB,map)将 RGB图转换为灰度图，这里需要提供一个 Colormap； BW = dither(I)将灰度图 I转换为二值图。技术凝聚实力专业创新出版24.2 图像的灰度变换技术凝聚实力专业创新出版24.2.1 图像的直方图l 灰度图（包括二值图）的直方图表示每个灰度级范围内像素点的个数，索引图的直方图表示每个色条（即 Colormap矩阵的每一行）对应的像素点个数。图像的直方图有多种用途，如数字化参数的选择边界阈值的选择（参见图）等。l MATLAB图像处理工具箱利用 imhist得到灰度图、二值图、索引图的直方图，其一般的调用格式为：l imhist(I)；l imhist(I,n)；l imhist(X,map)。技术凝聚实力专业创新出版24.2.2 灰度变换l 灰度变换用于改变图像的对比度。例如，对灰度图 pout（图 24.32），其直方图如图所示。从直方图上可以看到， pout的大部分像素分布在中间较窄的灰度范围内，使得 pout整体对比度较低。利用灰度变换，将 pout直方图中间部分拉伸至整个灰度范围 0,255能够增强对比度， MATLAB图像处理工具箱中实现该功能的函数是imadjust。
