MATLAB在图像处理中的函数.docx
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1、MATLAB在图像处理中的函数图像增强1. 直方图均衡化的 Matlab 实现1.1 imhist 函数功能:计算和显示图像的色彩直方图格式:imhist(I,n)imhist(X,map)说明:imhist(I,n) 其中,n 为指定的灰度级数目,缺省值为256;imhist(X,map) 就算和显示索引色图像 X 的直方图,map 为调色板。用 stem(x,counts) 同样可以显示直方图。1.2 imcontour 函数功能:显示图像的等灰度值图格式:imcontour(I,n),imcontour(I,v)说明:n 为灰度级的个数,v 是有用户指定所选的等灰度级向量。1.3 ima
2、djust 函数功能:通过直方图变换调整对比度格式:J=imadjust(I,low high,bottom top,gamma)newmap=imadjust(map,low high,bottom top,gamma)说明:J=imadjust(I,low high,bottom top,gamma) 其中,gamma 为校正量r,low high 为原图像中要变换的灰度范围,bottom top 指定了变换后的灰度范围;newmap=imadjust(map,low high,bottom top,gamma) 调整索引色图像的调色板 map 。此时若 low high 和 bottom
3、 top 都为23的矩阵,则分别调整 R、G、B 3个分量。1.4 histeq 函数功能:直方图均衡化格式:J=histeq(I,hgram)J=histeq(I,n)J,T=histeq(I,.)newmap=histeq(X,map,hgram)newmap=histeq(X,map)new,T=histeq(X,.)说明:J=histeq(I,hgram) 实现了所谓“直方图规定化”,即将原是图象 I 的直方图变换成用户指定的向量 hgram 。hgram 中的每一个元素都在 0,1 中;J=histeq(I,n) 指定均衡化后的灰度级数 n ,缺省值为 64;J,T=histeq(I
4、,.) 返回从能将图像 I 的灰度直方图变换成图像 J 的直方图的变换 T ;newmap=histeq(X,map) 和 new,T=histeq(X,.) 是针对索引色图像调色板的直方图均衡。2. 噪声及其噪声的 Matlab 实现imnoise 函数格式:J=imnoise(I,type)J=imnoise(I,type,parameter)说明:J=imnoise(I,type) 返回对图像 I 添加典型噪声后的有噪图像 J ,参数 type 和 parameter 用于确定噪声的类型和相应的参数。3. 图像滤波的 Matlab 实现3.1 conv2 函数功能:计算二维卷积格式:C=
5、conv2(A,B)C=conv2(Hcol,Hrow,A)C=conv2(.,shape)说明:对于 C=conv2(A,B) ,conv2 的算矩阵 A 和 B 的卷积,若 Ma,Nasize(A), Mb,Nb=size(B), 则 size(C)=Ma+Mb-1,Na+Nb-1; C=conv2(Hcol,Hrow,A) 中,矩阵 A 分别与 Hcol 向量在列方向和 Hrow 向量在行方向上进行卷积;C=conv2(.,shape) 用来指定 conv2 返回二维卷积结果部分,参数 shape 可取值如下:full 为缺省值,返回二维卷积的全部结果;same 返回二维卷积结果中与 A
6、 大小相同的中间部分;valid 返回在卷积过程中,未使用边缘补 0 部分进行计算的卷积结果部分,当 size(A)size(B) 时,size(C)=Ma-Mb+1,Na-Nb+1。3.2 conv 函数功能:计算多维卷积格式:与 conv2 函数相同3.3 filter2函数功能:计算二维线型数字滤波,它与函数 fspecial 连用格式:Y=filter2(B,X)Y=filter2(B,X,shape)说明:对于 Y=filter2(B,X) ,filter2 使用矩阵 B 中的二维 FIR 滤波器对数据 X 进行滤波,结果 Y 是通过二维互相关计算出来的,其大小与 X 一样;对于 Y
7、=filter2(B,X,shape) ,filter2 返回的 Y 是通过二维互相关计算出来的,其大小由参数 shape 确定,其取值如下:full 返回二维相关的全部结果,size(Y)size(X);same 返回二维互相关结果的中间部分,Y 与 X 大小相同;valid 返回在二维互相关过程中,未使用边缘补 0 部分进行计算的结果部分,有 size(Y)size(X) 。3.4 fspecial 函数功能:产生预定义滤波器格式:H=fspecial(type)H=fspecial(gaussian,n,sigma) 高斯低通滤波器H=fspecial(sobel) Sobel 水平边缘
8、增强滤波器H=fspecial(prewitt) Prewitt 水平边缘增强滤波器H=fspecial(laplacian,alpha) 近似二维拉普拉斯运算滤波器H=fspecial(log,n,sigma) 高斯拉普拉斯(LoG)运算滤波器H=fspecial(average,n) 均值滤波器H=fspecial(unsharp,alpha) 模糊对比增强滤波器说明:对于形式 H=fspecial(type) ,fspecial 函数产生一个由 type 指定的二维滤波器 H ,返回的 H 常与其它滤波器搭配使用。4. 彩色增强的 Matlab 实现4.1 imfilter函数功能:真彩
9、色增强格式:B=imfilter(A,h)说明:将原始图像 A 按指定的滤波器 h 进行滤波增强处理,增强后的图像 B 与 A 的尺寸和类型相同。图像的变换1. 离散傅立叶变换的 Matlab 实现Matlab 函数 fft、fft2 和 fftn 分别可以实现一维、二维和 N 维 DFT 算法;而函数 ifft、ifft2 和 ifftn 则用来计算反 DFT 。这些函数的调用格式如下:Afft(X,N,DIM)其中,X 表示输入图像;N 表示采样间隔点,如果 X 小于该数值,那么 Matlab 将会对 X 进行零填充,否则将进行截取,使之长度为 N ;DIM 表示要进行离散傅立叶变换。Af
10、ft2(X,MROWS,NCOLS) 其中,MROWS 和 NCOLS 指定对 X 进行零填充后的 X 大小。Afftn(X,SIZE)其中,SIZE 是一个向量,它们每一个元素都将指定 X 相应维进行零填充后的长度。函数 ifft、ifft2 和 ifftn的调用格式于对应的离散傅立叶变换函数一致。例子:图像的二维傅立叶频谱% 读入原始图像Iimread(lena.bmp);imshow(I)% 求离散傅立叶频谱J=fftshift(fft2(I);figure;imshow(log(abs(J),8,10)2. 离散余弦变换的 Matlab 实现2.1. dct2 函数功能:二维 DCT
11、变换格式:B=dct2(A) B=dct2(A,m,n) B=dct2(A,m,n) 说明:Bdct2(A) 计算 A 的 DCT 变换 B ,A 与 B 的大小相同;Bdct2(A,m,n) 和 B=dct2(A,m,n) 通过对 A 补 0 或剪裁,使 B 的大小为 mn。2.2. dict2 函数功能:DCT 反变换格式:B=idct2(A) B=idct2(A,m,n) B=idct2(A,m,n) 说明:Bidct2(A) 计算 A 的 DCT 反变换 B ,A 与 B 的大小相同;Bidct2(A,m,n) 和 B=idct2(A,m,n) 通过对 A 补 0 或剪裁,使 B 的大
12、小为 mn。2.3. dctmtx函数功能:计算 DCT 变换矩阵格式:Ddctmtx(n)说明:Ddctmtx(n) 返回一个 nn 的 DCT 变换矩阵,输出矩阵 D 为 double 类型。3. 图像小波变换的 Matlab 实现3.1 一维小波变换的 Matlab 实现(1) dwt 函数功能:一维离散小波变换格式:cA,cD=dwt(X,wname)cA,cD=dwt(X,Lo_D,Hi_D)说明:cA,cD=dwt(X,wname) 使用指定的小波基函数 wname 对信号 X 进行分解,cA、cD 分别为近似分量和细节分量;cA,cD=dwt(X,Lo_D,Hi_D) 使用指定的
13、滤波器组 Lo_D、Hi_D 对信号进行分解。(2) idwt 函数功能:一维离散小波反变换格式:X=idwt(cA,cD,wname)X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R)X=idwt(cA,cD,wname,L)X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R,L)说明:X=idwt(cA,cD,wname) 由近似分量 cA 和细节分量 cD 经小波反变换重构原始信号 X 。wname 为所选的小波函数X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R) 用指定的重构滤波器 Lo_R 和 Hi_R 经小波反变换重构原始信号 X 。X=idwt(cA,cD,wname,L) 和 X=idwt
14、(cA,cD,Lo_R,Hi_R,L) 指定返回信号 X 中心附近的 L 个点。3.2 二维小波变换的 Matlab 实现二维小波变换的函数-函数名 函数功能-dwt2 二维离散小波变换wavedec2 二维信号的多层小波分解idwt2 二维离散小波反变换waverec2 二维信号的多层小波重构wrcoef2 由多层小波分解重构某一层的分解信号upcoef2 由多层小波分解重构近似分量或细节分量detcoef2 提取二维信号小波分解的细节分量appcoef2 提取二维信号小波分解的近似分量upwlev2 二维小波分解的单层重构dwtpet2 二维周期小波变换idwtper2 二维周期小波反变换
15、-(1) wcodemat 函数功能:对数据矩阵进行伪彩色编码格式:Y=wcodemat(X,NB,OPT,ABSOL)Y=wcodemat(X,NB,OPT)Y=wcodemat(X,NB)Y=wcodemat(X)说明:Y=wcodemat(X,NB,OPT,ABSOL) 返回数据矩阵 X 的编码矩阵 Y ;NB 伪编码的最大值,即编码范围为 0NB,缺省值 NB16;OPT 指定了编码的方式(缺省值为 mat),即:OPTrow ,按行编码OPTcol ,按列编码OPTmat ,按整个矩阵编码ABSOL 是函数的控制参数(缺省值为 1),即:ABSOL0 时,返回编码矩阵ABSOL1 时
16、,返回数据矩阵的绝对值 ABS(X)(2) dwt2 函数功能:二维离散小波变换格式:cA,cH,cV,cD=dwt2(X,wname)cA,cH,cV,cD=dwt2(X,Lo_D,Hi_D)说明:cA,cH,cV,cD=dwt2(X,wname)使用指定的小波基函数 wname 对二维信号 X 进行二维离散小波变幻;cA,cH,cV,cD 分别为近似分量、水平细节分量、垂直细节分量和对角细节分量;cA,cH,cV,cD=dwt2(X,Lo_D,Hi_D) 使用指定的分解低通和高通滤波器 Lo_D 和 Hi_D 分解信号 X 。(3) wavedec2 函数功能:二维信号的多层小波分解格式:
17、C,S=wavedec2(X,N,wname)C,S=wavedec2(X,N,Lo_D,Hi_D)说明:C,S=wavedec2(X,N,wname) 使用小波基函数 wname 对二维信号 X 进行 N 层分解;C,S=wavedec2(X,N,Lo_D,Hi_D) 使用指定的分解低通和高通滤波器 Lo_D 和 Hi_D 分解信号 X 。(4) idwt2 函数功能:二维离散小波反变换格式:X=idwt2(cA,cH,cV,cD,wname)X=idwt2(cA,cH,cV,cD,Lo_R,Hi_R)X=idwt2(cA,cH,cV,cD,wname,S)X=idwt2(cA,cH,cV,
18、cD,Lo_R,Hi_R,S)说明:X=idwt2(cA,cH,cV,cD,wname) 由信号小波分解的近似信号 cA 和细节信号 cH、cH、cV、cD 经小波反变换重构原信号 X ;X=idwt2(cA,cH,cV,cD,Lo_R,Hi_R) 使用指定的重构低通和高通滤波器 Lo_R 和 Hi_R 重构原信号 X ;X=idwt2(cA,cH,cV,cD,wname,S) 和 X=idwt2(cA,cH,cV,cD,Lo_R,Hi_R,S) 返回中心附近的 S 个数据点。(5) waverec2 函数说明:二维信号的多层小波重构格式:X=waverec2(C,S,wname)X=wave
19、rec2(C,S,Lo_R,Hi_R)说明:X=waverec2(C,S,wname) 由多层二维小波分解的结果 C、S 重构原始信号 X ,wname 为使用的小波基函数;X=waverec2(C,S,Lo_R,Hi_R) 使用重构低通和高通滤波器 Lo_R 和 Hi_R 重构原信号。图像处理工具箱1. 图像和图像数据缺省情况下,MATLAB将图像中的数据存储为双精度类型(double),64位浮点数,所需存储量很大;MATLAB还支持另一种类型无符号整型(uint8),即图像矩阵中每个数据占用1个字节。在使用MATLAB工具箱时,一定要注意函数所要求的参数类型。另外,uint8与doubl
20、e两种类型数据的值域不同,编程需注意值域转换。从uint8到double的转换-图像类型 MATLAB语句-索引色 B=double(A)+1索引色或真彩色 B=double(A)/255二值图像 B=double(A)-从double到uint8的转换-图像类型 MATLAB语句-索引色 B=uint8(round(A-1)索引色或真彩色 B=uint8(round(A*255)二值图像 B=logical(uint8(round(A)-2. 图像处理工具箱所支持的图像类型2.1 真彩色图像R、G、B三个分量表示一个像素的颜色。如果要读取图像中(100,50)处的像素值,可查看三元数据(10
21、0,50,1:3)。真彩色图像可用双精度存储,亮度值范围是0,1;比较符合习惯的存储方法是用无符号整型存储,亮度值范围0,2552.2 索引色图像包含两个结构,一个是调色板,另一个是图像数据矩阵。调色板是一个有3列和若干行的色彩映象矩阵,矩阵每行代表一种颜色,3列分别代表红、绿、蓝色强度的双精度数。注意:MATLAB中调色板色彩强度0,1,0代表最暗,1代表最亮。常用颜色的RGB值-颜色 R G B 颜色 R G B -黑 0 0 1 洋红 1 0 1白 1 1 1 青蓝 0 1 1红 1 0 0 天蓝 0.67 0 1绿 0 1 0 橘黄 1 0.5 0蓝 0 0 1 深红 0.5 0 0黄
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- MATLAB 图像 处理 中的 函数
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