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MATLAB 数字图像处理

1 概述

BW=dither(I)灰度转成二值图；

X=dither(RGB,map)RGB 转成灰度图，用户需要提供一个 Colormap；

[X,map]=gray2ind(I,n)灰度到索引；

[X,map]=gray2ind(BW,n)二值图到索引，map 可由 gray(n)产生。灰度图 n 默认 64，二

值图默认 2；

X=graylice(I,n)灰度图到索引图，门限 1/n,2/n,…,(n-1)/n，X=graylice(I,v)给定

门限向量 v；

BW=im2bw(I,level)灰度图 I 到二值图；

BW=im2bw(X,map,level)索引图 X 到二值图；level 是阈值门限，超过像素为 1，其余置

0，level 在[0,1]之间。

BW=im2bw(RGB,level)RGB 到二值图；

I=ind2gray(X,map)索引图到灰度图；

RGB=ind2rgb(X,map)索引图到 RGB；

I=rgb2gray(RGB)RGB 到灰度图。

2 图像运算

2.1 图像的读写

MATLAB 支持的图像格式有 bmp,gif,ico,jpg,png,cur，pcx,xwd 和 tif。

读取（imread）：

[1] A=imread(filename,fmt)

[2] [X,map]=imread(filename,fmt)

[3] […]=imread(filename)

[4] […]=imread(URL,…)

说明：filename 是图像文件名，如果不在搜索路径下应是图像的全路径，fmt 是图像文

件扩展名字符串。前者可读入二值图、灰度图、彩图(主要是 RGB)；第二个读入索引图，map

为索引图对应的 Colormap,即其相关联的颜色映射表，若不是索引图则 map 为空。URL 表示

引自 Internet URL 中的图像。

写入（imwrite）：

[1] R=imwrite(A,filename,fmt);

[2] R=imwrite(X,map,filename,fmt);

[3] R=imwrite(…,filename);

[4] R=imwrite(…,Param1,Val1,Param2,Val2)

说明：针对第四个，该语句用于指定 HDF,JPEG,PBM,PGM,PNG,PPM,TIFF 等类型输出

文件的不同参数。例如 HDF 的 Quality,Compression,WriteMode;JPEG 的 BitDepth ，

Comment:Empty or not，Mode:lossy or lossless，Quality 等。

2.2 图像的显示

方法 1：使用 Image Viewer(图像浏览器)，即运用 imview 函数。

同时显示多帧图像的所有帧，可用到 montage 函数。

图像旋转 imrotate：Y=imrotate(X,angle,method,’crop’)，angle 表示逆时针旋转，method

同 imresize 的用法，crop 表示将旋转以后的图像取与原图像大小相同的中心部分取出。

比例缩放 imresize：同改变大小。

空间变换 imtransform ： B=imtransform(A,TFORM,param1,val1,param2,val2), 其中

TFORM 为 makeform 或者 cp2tform 产生的结果。如 TFORM=makeform(transformtype,…)，

transform 为变换类型，如下：

转换类型

Affine

Projective

Custom

Box

Composite

描述

二维或 N 维仿真变换

二维或 N 维投影变换

用户自定义变换

各维独立变换的放射变换

两种或多种变换的组合变换

MATLAB 中还提供了很多空间变换的工具，如：fliptform，fgormfwd，tforminv，findounds，

makereample，tformarray，imtransform 等。

2.6 图像的领域和块操作

领域操作分为滑动领域和分离领域两类。滑动领域函数 nlfilter，用法如下：

[1] B=nlfilter(A,[m n],fun)\\[m n]表示滑动领域 m*n，fun 为图像领域上的处理函数；

[2] B=nlfilter(A,[m n],fun,P1,P2,…)\\可以传递参数 P1,P2,…给函数 fun；

[3] B=nlfilter(A,’indexed’)\\把图像作为索引色图像处理，double 填补 1，uint8 补 0。

而且 fun 可以是一个函数句柄或是一个内联函数，返回类型由 fun 决定。但是 nlfilter

处理时可能需要很长时间，这时可是考虑使用快速处理函数colfilt。用法类似，多一个参数

bldck_tpye，表示块的移动方式，有 distinct 和 sliding 两个取值，前者表示分离块操作，后

者表示滑动块操作。而且有[mblock nblock]表示图像块的大小。

分离块操作是将图像划分为大小相同的矩形区域，不同图像块在图像中无重叠排列，其

顺序从左上角开始，不足的地方可以在右下角补 0。函数为 blkproe，调用格式和 nlfilter 类

似。

2.7 几何畸形校正和图像配准

用到函数 imtransform。

3 MATLAB 二维与三维图形绘制及动画

3.1 基本绘图命令

函数

Plot

Semilogx

Loglog

Plotyy

Polar

Grid

Zoom

欢迎下载

功能

二维，x，y 都是线性坐标

二维，x 为对数坐标，y 为线性

二维，x 为线性坐标，y 为对数

二维，都为对数坐标

二维，左右各一个 y 轴

极坐标图

添加(grid on)或者去掉(grid off)网格

允许或者不允许进行放大操作

- 3 -

Ginput

Patch

Fill

用光标获取图像中点的坐标

填充二维或三维坐标中的二维图像

填充二维坐标中的二维图像

3.2 绘图选项

常用的绘图选项：

线形：- -. -- ：

颜色：r g b c m y k w

点标记：+ o * . x s d h p > < ^ v

坐标轴标注：axis([xmin xmax,ymin ymax])，axis auto/square/xy/ij/normal/off/on 等用法。

图形窗口保持：hold on…hold off。

给坐标加边框：box on…box off。

图形缩放：zoom on…zoom out…zoom off。

快速绘图：fplot(‘fun’,[ xmin xmax,ymin ymax])。

打印：print[filename][-device][-options],其中 device 决定打印机的类型。

3.3 特殊坐标二维图形

Bar/bar3

Semilogx

Fplot

Hist

Rose

Stairs

Fill

Compass

长条图

对数坐标图形

较精确的函数图形

累计图(直方图)

极坐标累计图(玫瑰)

阶梯图

实心图

罗盘图

Comet

Errorbar

Polar

Plotyy

Plot

Stem

Feather

Quiver

彗星流动图

图形加上误差范围

极坐标绘图

双 y 轴图形

插入表格

针状图

羽毛图

向量场图

说明：plotyy(x1,y1,x2,y2,fun1,fun2)，即可以用 fun1 和 fun2 来指定不同的绘图函数，也

可缺省，如 fun1 可以是 plot 等等。Plot(z)绘制复数 z 的实部与虚部的图形。

3.4 二维图形处理

图形标注：title，xlabel，ylabel，zlabel，text，gtext，legend。

图形窗口的分割：subplot(m,n,p)。

坐标系设定：axes，也可事后用 gca(get current axes)获得当前坐标系的句柄。通过 get

和 set 函数获取和设置坐标轴对象的有关属性值。用法如：

属性值=get(句柄，属性)或者 set(句柄，属性 1，属性值 1，属性 2，属性值 2，…)。

3.5 三维图形的绘制

Plot3

Mesh

Meshc

Meshz

Surf

三维线条图

建立网格图

建立具有基本等高线的网格图

建立具有基准平面的网格图

建立表面图

Surfc

Surfl

Surface

Fill3

Pcolor

建立带基本等高线的表面图

建立带指定方向照明的表面图

建立表面图对象的低级函数

填充三维多边形

二维伪彩色绘图，surf 的俯视

说明：

[1]改变网格属性：set(axes_handle,’XGrid’,’on’) grid 函数显示网格。

[2]网格图中用到函数 hidden on 和 hidden off 来显示或者不显示被遮住部分。

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