实验一 MATLAB数字图像度读入操作

实验一 MATLAB数字图像度读入操作

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．图像间如何转化。

二、实验原理

1、数字图像的表示和类别

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(Intensity images) ? 二值图像(Binary images) ? 索引图像(Indexed images) ? RGB图像(RGB images)

(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。

(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。 (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。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

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1-1 MATLAB和IPT支持数据类型

名称 double uint8 uint16 uint32 int8 int16 int32 single char logical 双精度浮点数，范围为 描述 ?10308?10308无符号8比特整数，范围为[0 255] 无符号16比特整数，范围为[0 65536] 无符号32比特整数，范围为[0 4294967295] 有符号8比特整数，范围为[-128 127] 有符号16比特整数，范围为[-32768 32767] 有符号32比特整数，范围为[-2147483648 2147483647] 单精度浮点数，范围为 字符 值为0或1 ?10308?10308三、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；

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。

实验基本步骤：

1. 启动MATLAB双击桌面MATLAB图标启动MATLAB环境；

2. 在MATLAB命令窗口中输入相应程序。书写程序时，首先读取图像，一般调用MATLAB自带的图像，如:cameraman图像；再调用灰度变换函数，设置相关参数，再输出处理后的图像。

3. 浏览源程序并理解含义； 4．运行，观察显示结果；

5．结束运行，退出；

试验程序语句及实验结果：

1. >>I=imread('flower.tif'); 2. >>whos I

Name Size Bytes Class

I 1200x1600x3 5760000 uint8 array

Grand total is 5760000 elements using 5760000 bytes

3. >>imshow(I)

Warning: Image is too big to fit on screen; displaying at 56% scale. > In truesize>Resize1 at 308 In truesize at 44 In imshow at 161

4. >>imfinfo flower.tif

ans =

Filename: 'flower.tif'

FileModDate: '06-May-2015 15:31:50' FileSize: 5760192 Format: 'tif' FormatVersion: [] Width: 1600 Height: 1200 BitDepth: 24

ColorType: 'truecolor' FormatSignature: [73 73 42 0] ByteOrder: 'little-endian' NewSubfileType: 0 BitsPerSample: [8 8 8]

Compression: 'Uncompressed' PhotometricInterpretation: 'RGB' StripOffsets: 8 SamplesPerPixel: 3

RowsPerStrip: 4.2950e+009 StripByteCounts: 5760000 XResolution: 96 YResolution: 96 ResolutionUnit: 'Inch' Colormap: [] PlanarConfiguration: 'Chunky' TileWidth: [] TileLength: [] TileOffsets: [] TileByteCounts: [] Orientation: 1 FillOrder: 1

GrayResponseUnit: 0.0100

MaxSampleValue: [255 255 255] MinSampleValue: 0 Thresholding: 1

5. >>imwrite(I,'flower.jpg','quality',30);

6. >>imwrite(I,'flower.bmp');