數(shù)字圖像處理學第一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三RGB也可以看成是一個由三幅灰度圖像形成的“堆”，當將其送到彩色監(jiān)視器的紅、綠、藍輸入端時，便在屏幕上產(chǎn)生了一幅彩色圖像。形成RGB彩色圖像的三個圖像稱為紅、綠、藍分量圖像，分量圖像中像素值的比特數(shù)決定了一幅RGB圖像的比特深度。第二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三RGB圖像的合成令fR,fG和fB分別代表三種RGB分量圖像。一幅RGB的圖像就是利用cat操作符將這些分量圖像組合成的彩色圖像。

rgb_image=cat(3,fR,fG,fB)cat(dim,A1,A2,???)沿著dim指定的方向級聯(lián)數(shù)組。若dim＝1，則數(shù)組垂直放置，若dim＝2，則數(shù)組水平放置，若dim＝3，則他們會在第三個方向放置。第三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三從RGB圖像中提取分量圖像

>>fR=rgb_image(:,:,1);>>fG=rgb_image(:,:,2);>>fB=rgb_image(:,:,3);第四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三RGB彩色空間函數(shù)rgbcube可以從任何透視方向觀察彩色立方體。語法：rgbcube(vx,vy,vz)

第五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三

functionrgbcube(vx,vy,vz)vertices_matrix=[000;001;010;011;100;101;110;111];faces_matrix=[1562;1375;1243;2486;3784;5687];colors=vertices_matrix;patch('Vertices',vertices_matrix,'Faces',faces_matrix,...'FaceVertexCData',colors,'FaceColor','interp',...'EdgeAlpha',0)第六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三

ifnargin==0vx=10;vy=10;vz=4;elseifnargin~=3error('Wrongnumberofinputs.')endaxisoffview([vx,vy,vz])axissquare第七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三索引圖像索引圖像有兩個分量，即整數(shù)的數(shù)據(jù)矩陣X和彩色映射矩陣map。矩陣map是一個大小為為m×3且由范圍在[0,1]之間的的浮點值構(gòu)成的double類數(shù)組。map的長度m同它所定義的顏色數(shù)目相等。索引圖像將像素的亮度值“直接映射”到彩色值。第十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三顯示索引圖像

>>image(X)>>colormap(map)用較少的顏色來近似一幅索引圖像：[Y,newmap]=imapprox(X,map,n)

指定一幅彩色圖：>>map(k,:)=[r(k),g(k),b(k)]第十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三修改圖像的背景色

>>whitebg('g')>>whitebg('green')>>whitebg([0,1,0])第十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三預定義的彩色映射>>colormap(copper);copper是MATLAB預定義的彩色映射之一。該圖中的顏色從黑色到明亮的紫銅色平穩(wěn)變化。

>>imshow(X,copper)第十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三RGB圖像和索引圖像相互轉(zhuǎn)換抖動函數(shù)dither可用于灰度圖像和彩色圖像?！岸秳印笔窃谟∷I(yè)和出版業(yè)常用的一種處理。它在由點組成的印刷頁上給出色調(diào)變化的直觀效果。在灰度圖像的情況下，“抖動”調(diào)色試圖用在白色背景上產(chǎn)生黑點的二值圖像來得到灰色調(diào)。點的大小變化多樣，從明亮區(qū)域的小點到黑暗區(qū)域的逐漸增大的較大點。bw=dither(gray_image)第十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三

從灰度級亮度圖像通過多級閾值創(chuàng)建索引圖像

X=grayslice(gray_image,n);X=grayslice(gray_image,v);

從灰度級亮度圖像創(chuàng)建索引圖像[X,map]=gray2ind(gray_image,n)

從索引圖像創(chuàng)建灰度級亮度圖像gray_image=ind2gray(X,map)第十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第二十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三

從RGB圖像創(chuàng)建索引圖像[X,map]=gray2ind(rgb_image,n,…dither_option);

從索引圖像創(chuàng)建RGB圖像rgb_image=ind2rgb(X,map)

從RGB圖像創(chuàng)建灰度圖像gray_image=rgb2gray(rgb_image)第二十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三

>>[X1,map1]=rgb2ind(f,8,’nodither’);>>imshow(X1,map1)>>[X2,map2]=rgb2ind(f,8,’dither’);>>imshow(X2,map2)>>g=rgb2gray(f);>>g1=dither(g);>>imshow(g),figure,imshow(g1)第二十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第二十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第二十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第二十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三NTSC彩色空間

NTSC彩色制式在美國用于電視系統(tǒng)。這種形式的一個主要優(yōu)勢是灰度信息和彩色信息是分離的，所以同一個信號既可以用于彩色電視機，又可以用于黑白電視機。在NTSC制式中，圖像數(shù)據(jù)由三步分組成：亮度(Y)、色調(diào)(I)和飽和度(Q)。6.2轉(zhuǎn)換至其他彩色空間第二十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三>>yiq=rgb2ntsc(q);>>imshow(yiq)>>y1=yiq(:,:,1);%亮度>>imshow(y1)>>y2=yiq(:,:,2);%色調(diào)>>imshow(y2)>>y3=yiq(:,:,3);%飽和度>>imshow(y3)第二十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第二十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三YCbCr彩色空間

YCbCr彩色空間廣泛應用于數(shù)字視頻。在這種格式中，亮度信息用單個分量Y來表示，彩色信息用兩個色差分量Cb和Cr來存儲。分量Cb是藍色分量和一個參考值的差，分量Cr是紅色分量和一個參考值的差。第二十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三將RGB轉(zhuǎn)化為YCbCr：>>ycb=rgb2ycbcr(q);>>imshow(ycb)將YCbCr轉(zhuǎn)化為RGB:>>rgb=ycbcr2rgb(ycb);>>imshow(rgb)第三十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第三十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三HSV彩色空間

HSV（色調(diào)，飽和度，數(shù)值）是人們用來從調(diào)色板或顏色輪中挑選顏色所用的彩色系統(tǒng)之一。將RGB轉(zhuǎn)換為HSV的函數(shù)為rgb2hsv>>hsv=rgb2hsv(q);>>imshow(hsv)將HSV轉(zhuǎn)換為RGB的函數(shù)為hsv2rgb>>rgb=hsv2rgb(hsv);>>imshow(rgb)第三十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第三十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三CMY和CMYK彩色空間青色，品紅色，黃色是光的三原色，大多數(shù)將顏料沉淀于紙上的設備，如彩色打印機和復印機，都需要CMY輸入。變換函數(shù)：imcomplementcmy=imcomplement(rgb);imshow(cmy)rgb=imcomplement(cmy);imshow(rgb)第三十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第三十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三HIS彩色空間

HIS彩色空間是指色調(diào)（hue）、飽和度（saturation）和亮度（intensity）彩色空間。第三十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三RGB與HIS彩色模型間的關(guān)系亮度軸：連接RGB立方體白色頂點與黑色頂點的連線。亮度軸上的點的飽和度均為0，所有點都是灰色的。

HIS空間可看做由一個垂直的亮度軸以及垂直于此軸的一個平面的彩色點的軌跡組成。第三十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三將顏色從RGB轉(zhuǎn)換為HSI

第三十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第三十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三將顏色從HSI轉(zhuǎn)換為RGBRG區(qū)：第四十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三

GB區(qū)：第四十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三

BR區(qū)：第四十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三functionhsi=rgb2hsi(rgb)%RGB2HSIConvertsanRGBimagetoHSI.%HSI=RGB2HSI(RGB)convertsanRGBimagetoHSI.Theinputimage%isassumedtobeofsizeM-by-N-by-3,wherethethirddimension%accountsforthreeimageplanes:red,green,andblue,inthat%order.IfallRGBcomponentimagesareequal,theHSIconversion%isundefined.Theinputimagecanbeofclassdouble(withvalues%intherange[0,1]),uint8,oruint16.第四十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三%Theoutputimage,HSI,isofclassdouble,where:%hsi(:,:,1)=hueimagenormalizedtotherange[0,1]bydividingallanglevaluesby2*pi.%hsi(:,:,2)=saturationimage,intherange[0,1].%hsi(:,:,3)=intensityimage,intherange[0,1].%Extracttheindividualcomponentimmages.rgb=im2double(rgb);r=rgb(:,:,1);g=rgb(:,:,2);b=rgb(:,:,3);第四十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三%Implementtheconversionequations.num=0.5*((r-g)+(r-b));den=sqrt((r-g).^2+(r-b).*(g-b));theta=acos(num./(den+eps));H=theta;H(b>g)=2*pi-H(b>g);H=H/(2*pi);第四十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三num=min(min(r,g),b);den=r+g+b;den(den==0)=eps;S=1-3.*num./den;H(S==0)=0;I=(r+g+b)/3;%Combineallthreeresultsintoanhsiimage.hsi=cat(3,H,S,I);第四十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三functionrgb=hsi2rgb(hsi)%HSI2RGBConvertsanHSIimagetoRGB.%RGB=HSI2RGB(HSI)convertsanHSIimagetoRGB,whereHSIis%assumedtobeofclassdoublewith:%hsi(:,:,1)=hueimage,assumedtobeintherange[0,1]byhavingbeendividedby2*pi.%hsi(:,:,2)=saturationimage,intherange[0,1].%hsi(:,:,3)=intensityimage,intherange[0,1].第四十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三%Thecomponentsoftheoutputimageare:%rgb(:,:,1)=red.%rgb(:,:,2)=green.%rgb(:,:,3)=blue.%ExtracttheindividualHSIcomponentimages.H=hsi(:,:,1)*2*pi;S=hsi(:,:,2);I=hsi(:,:,3);第四十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三%Implementtheconversionequations.R=zeros(size(hsi,1),size(hsi,2));G=zeros(size(hsi,1),size(hsi,2));B=zeros(size(hsi,1),size(hsi,2));%RGsector(0<=H<2*pi/3).idx=find((0<=H)&(H<2*pi/3));B(idx)=I(idx).*(1-S(idx));R(idx)=I(idx).*(1+S(idx).*cos(H(idx))./...cos(pi/3-H(idx)));G(idx)=3*I(idx)-(R(idx)+B(idx));第四十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三%BGsector(2*pi/3<=H<4*pi/3).idx=find((2*pi/3<=H)&(H<4*pi/3));R(idx)=I(idx).*(1-S(idx));G(idx)=I(idx).*(1+S(idx).*cos(H(idx)-2*pi/3)./cos(pi-H(idx)));B(idx)=3*I(idx)-(R(idx)+G(idx));第五十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三%BRsector.idx=find((4*pi/3<=H)&(H<=2*pi));G(idx)=I(idx).*(1-S(idx));B(idx)=I(idx).*(1+S(idx).*cos(H(idx)-4*pi/3)./cos(5*pi/3-H(idx)));R(idx)=3*I(idx)-(G(idx)+B(idx));rgb=cat(3,R,G,B);rgb=max(min(rgb,1),0);第五十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三彩色圖像處理的內(nèi)容

1.彩色變換（彩色映射）： 彩色變換以像素值為基礎(chǔ)，而不是以他們的空間坐標為基礎(chǔ)。2.彩色圖像濾波 以彩色平面的形式進行空間鄰域濾波3.彩色向量處理： 以同時處理彩色圖像的所有分量為基礎(chǔ)的處理技術(shù)。6.3彩色圖像處理基礎(chǔ)第五十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三彩色變換彩色變換模型：si=Ti(ri),i=1,2,3,···,n其中，ri和si是輸入和輸出圖像的彩色分量，

n是ri的彩色空間的維數(shù)，Ti是全彩色變換函數(shù)。若輸入圖像是單色的，則方程的形式為si=Ti(r),i=1,2,3,···,nr表示灰度的值，Ti是偽彩色變換函數(shù)。

第五十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三圖形法指定變換（映射）函數(shù)

1.線性插值

2.三次樣條（平滑）插值線性插值函數(shù)：

z=interplg(x,y,xi)

x,y表示控制點的水平和垂直坐標，xi表示插入點，z表示在點xi處使用一維函數(shù)線性插值得到的值。第五十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三三次樣條插值函數(shù)：z=spline(x,y,xi)第五十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三交互式指定變換（映射）函數(shù)

ice函數(shù)+GUI（圖形用戶界面）

ice函數(shù)格式：

g=ice(‘PropertyName’,’PropertyValue’…)ice函數(shù)的有效輸入見表6.4g=ice(‘image’,f);第五十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第五十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第五十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三單色負片和彩色補色的逆映射單色負片的逆映射是通過imcomplement完成的。彩色補色的逆映射是通過在ice的界面上，對控制點(0,0)的移動（(0,0)到(0,1)）和控制點(1,1)的移動（(1,1)到(1,0)）的。第五十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第六十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第六十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第六十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三單色和彩色對比度增強啟用ice界面中的ShowPDF對話框。對單色和彩色圖像分別作直方圖均衡化處理。第六十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第六十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第六十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第六十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第六十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三偽彩色增強當一幅黑白圖像在RGB彩色空間中顯示且單獨對產(chǎn)生的分量進行映射時，變換的結(jié)果就是一幅偽彩色圖像，其中輸入的圖像的灰度級被任意彩色代替。偽彩色映射通常用來細微的改變灰度以便人眼更易察覺，或者突出重要的灰度級區(qū)域。第六十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三第六十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期三彩色平衡函數(shù)ice僅接受RGB和單色圖像輸入，但通過彩色空間變換，能在各種彩色空間中處理輸入圖像。f2=ice(‘im