图像常用操作及Matlab基础概述.ppt

Matrix Laboratory1980, Cleve Moler, New Mexico UniversityMatlab, 1984 v.1, The MathWorks Inc 该软件主要面向科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境，可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其它编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域 图像常用操作及Matlab基础1MATLAB语言的显著特点 是一种演算式语言，代码表达式和运算规则与通常的习惯相同21 MATLAB工作界面命令窗口 工作空间间 历历史命令 当前路径 标题栏菜单栏工具栏工作空间命令窗32 通用命令 Help:系统帮助内容及某一主题的内容 Demo:打开示例窗口 Clear:清除工作空间中所有的变量 Clc:清空命令窗口43 图像处理工具箱相关函数53 图像处理工具箱相关函数 图像文件读入函数 imread( ) ,可用它来读入 BMP、JPEG、PCX、TIFF、PNG等格式的图像文件 图像显示函数imshow( )3.1 图像I/O函数、显示函数678图像类型转换函数rgb2gray()图像数据轮廓线函数imcontour() 910图像类型转换函数im2bw()I=imread(autumn.tif);X=im2bw(I,0.5);imshow(I);figure,imshow(X);113.2 图像增强函数图像直方图绘制函数imhist( )12比较两幅图像灰度直方图1314 对对tire.tif进进行直方图图均衡，效果如图图所示。

p = imread(tire.tif);subplot(2,2,1);imshow(p);xlabel(a) );subplot(2,2,2);imhist(p);xlabel(b) );g = histeq(p); subplot(2,2,3);imshow(g);xlabel(c) );subplot(2,2,4);imhist(g);xlabel(d) );直方图均衡化函数histeq( )15直方图均衡化函数histeq( )16173.3 图像空间域滤波1)均值滤波大致原理是把噪声“涂抹”到周边像素2)中值滤波大致原理是用“筛子”把噪声筛掉18 p0 = imread(coins.png); H1 = fspecial(average,3 3); %设计设计 均值滤值滤 波器H1 p1 = imfilter(p0,H1,replicate); %用滤滤波器H1对图对图 像p0进进行滤滤波 p2 = medfilt2(p0); %对图对图 像p0进进行中值滤值滤 波 subplot(1,3,1),imshow(p0); %显显示原图图像 subplot(1,3,2);imshow(p1); %显显示均值滤值滤 波图图像 subplot(1,3,3);imshow(p2); %显显示中值滤值滤 波图图像未加入噪声的情形19 p0 = imread(coins.png); pn = imnoise(p0,salt & pepper,0.02); H1 = fspecial(average,3 3); %设计设计 均值滤值滤 波器H1 p1 = imfilter(pn,H1,replicate); %用滤滤波器H1对图对图 像p0进进行滤滤波 p2 = medfilt2(pn); %对图对图 像p0进进行中值滤值滤 波 subplot(1,3,1),imshow(pn); %显显示加噪声后的图图像 subplot(1,3,2);imshow(p1); %显显示均值滤值滤 波图图像 subplot(1,3,3);imshow(p2); %显显示中值滤值滤 波图图像加入噪声的情形203.4 图像空间变换对liftingbody.png图像进行缩小。

p = imread(liftingbody.png);ps = imresize(p,0.2); imshow(p);figureimshow(ps);21对liftingbody.png图像进行旋转p = imread(liftingbody.png);pr =imrotate(p,35,bilinear); %使用双线性插值方法实现旋转变换subplot(1,2,1);imshow(p);subplot(1,2,2);imshow(pr);223.5 图像的频率域变换（1）Fourier变换2324（2）Laplacian变换25263.6 图像的边缘检测边缘的物理意义物体的边界表面方向变化不同颜色区域光照明暗27阶梯状边缘屋脊状边缘线条状边缘灰度图像中边缘的类型28边缘是最基本的图像特征之一可以表达物体的特征边缘特征对于图像的变化不敏感（几何变化，灰度变化，光照方向变化）可以为物体检测提供有用的信息是一种典型的图像预处理过程原始图像输出结果模式识别预处理特征提取为什么要提取边缘？29图像的边缘检测函数edge( )格式：J=edge(I,method)参数method代表边缘检测算子，常用的算子（或称模板）包括：sobel、prewitt、roberts、canny3031原始图像不同算子边缘检测比较324. Matlab的图形处理功能334.1 二维图形 一、 plot函数 函数格式：plot(x,y) 其中x和y为坐标向量 函数功能：以向量x、y为轴，绘制曲线。

【例】 在区间0X2内，绘制正弦曲线 Y=SIN（X），其程序为：x=0:pi/100:2*pi; y=sin(x); plot(x,y)3435 【例】同时绘制正、余弦两条曲线Y1=SIN（X）和Y2=COS（X） x=0:pi/100:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,x,y2) plot函数还可以为plot(x,y1,x,y2，x,y3，)形式，其功能是以公共向量x为X轴，分别以y1，y2，y3，为Y轴，在同一幅图内绘制出多条曲线4.1 二维图形一、 plot函数3637 （一）线型与颜色 格式：plot(x,y1,cs,.) 其中c表示颜色， s表示线型一、 plot函数 【例】 用不同线型和颜色重新绘制例2图形，其程序为：x=0:pi/100:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,go,x,y2,b-.) 其中参数go和b-.表示图形的颜色和线型g表示绿色，o表示图形线型为圆圈；b表示蓝色，-.表示图形线型为点划线3839极坐标系：函数polar(theta,rho,属性)用来绘制极坐标图，theta为极坐标角度，rho为极坐标半径.【例】 绘制sin(2*)*cos(2*)的极坐标图，程序为：theta=0:0.01:2*pi;rho=sin(2*theta).*cos(2*theta);polar(theta,rho); %绘制极坐标图命令4041二、 特殊形状的二维绘图函数1.柱状图 bar(x,y) 【例】 ：x=0:0.1*pi:2*pi;y=sin(x)；bar(x,y); 42 【例】：x=0:0.1*pi:2*pi;y=sin(x)；stairs(x,y); 2.阶梯图形 stairs(x,y)43 【例】 ：x=0:0.1*pi:2*pi;y=sin(x)；pie(x,y); 4.饼形图形 pie(x,y)444.2 三维图形 一、 plot3函数 最基本的三维图形函数为plot3，它是将二维函数plot的有关功能扩展到三维空间，用来绘制三维图形。

函数格式：plot3(x1,y1,z1,c1,x2,y2,z2,c2,) 其中x1,y1,z1表示三维坐标向量，c1，c2表示线形或颜色45 【例】 绘制三维螺旋曲线，其程序为： t=0:pi/50:10*pi; y1=sin(t);y2=cos(t); plot3(y1,y2,t);46二、 三维网图函数 mesh(x,y,z,c) 函数格式：其中x，y控制X和Y轴坐标，矩阵z是由(x，y)求得Z轴坐标，(x,y,z)组成了三维空间的网格点；c用于控制网格点颜色 【例】 下列程序绘制三维网格曲面图 x=0:0.15:2*pi; y=0:0.15:2*pi; z=sin(y)*cos(x); mesh(x,y,z);4748 三维网图函数 surf (x,y,z)【例】 下列程序绘制三维曲面图形x=0:0.15:2*pi;y=0:0.15:2*pi;z=sin(y)*cos(x); surf(x,y,z);494.动画的设计如果将Matlab产生的多幅图形保存起来，并利用系统提供的函数进行播放，就可产生动画效果系统所提供的动画功能函数有getframe、moviein和movie getframe函数 getframe函数可将当前图形窗口作为一个画面取下并保存。

格式为：m=getframe 它将每一帧画面信息数据截取下来整理成列向量该函数截取图形的点阵信息，图形窗口的大小，对数据向量的大小影响较大，窗口越大，所需存储容量越大而图形的复杂性对数据容量要求没有直接的关系50 moviein函数 函数m=moviein(n)用来建立一个足够大的n列的矩阵m，用来保存n幅画面的数据，以备播放 movie函数 movie(m,n)以每秒n幅图形的速度播放由矩阵m的列向量所组成的画面51 下述程序段播放一个直径不断变化的球体 n=30 x,y,z=sphere m=moviein(n); for j=1:n surf(j*x,j*y,j*z) m(:,j)=getframe; end movie(m,10);52。