2.圖像格式轉(zhuǎn)換

2.1.MATLAB支持的圖像文件格式有：

(1)PCX(WindowsPaintbrus)格式：可處理1位、4位、8位、16位、24位等圖

像數(shù)據(jù)C文件內(nèi)容包括文件頭(128B)、圖像數(shù)據(jù)和擴展色圖數(shù)據(jù)c

⑵BMP(WindowsBitmap)格式：有1位、4位、8位、24位、32位非壓縮圖

像,8位RLE(Run.lcngthEncoded)的圖像。文件內(nèi)容包括文件頭(一個BITMAP

FILEHEADER數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))、位圖信息數(shù)據(jù)塊(位圖信息頭BITMAP

INFOHEADER和一個顏色表)和圖像數(shù)據(jù)。

(3)HDF(HierarchicalDataFormat)格式：分等級的數(shù)據(jù)格式。有8位、24位

光柵圖像數(shù)據(jù)集。

(4)JPEGQointPhotographicExpertsGroup)格式：一種聯(lián)合專家組的圖像壓縮

格式。

⑸TIFF(TaggcdImageFileFormat)格式：加標(biāo)簽的圖像文件格式?？商幚?

位、4位、8位、24位非壓縮圖像，1位、4位、8位、24位packbit壓縮圖像,

1位CCITT壓縮圖像等。文件內(nèi)容包括文件頭、參數(shù)指針表與參數(shù)域、參數(shù)

數(shù)據(jù)表和圖像數(shù)據(jù)四部分。

(6)XWD(XWindowsDump)格式：包括1位、8位Zpixmaps,XYBitniaps,位

XYPixmapSo

PNG(PortableNetworkGraphics),包括1位、2位、4位、8位、16位灰度圖

像；8位和16位索引圖像；24位48位真彩色圖像。

(7)GIF(GraphicsInterchangeFormat)格式：圖形交換格式。任何1位到8位

的可交換圖像。

(8)ICO(WindowsIconresource)格式：圖標(biāo)資源。有1位、4位、8位非壓縮

圖像。

(9)CUR(MicrosoftWindowsCursorresource)格式：光標(biāo)資源。有1位、4位、

8位非壓縮圖像。

(10)PBM(PortableBitmap)格式：輕便的位圖格式。

(11)PGM(PortableGraymap)格式：輕便的灰度圖像

(12)PPM(PortablePixmap)格式：輕便的像素圖像

(13)RAS(SunRasterimage)格式：有1位Bitmap、8位索引、24位真彩色和帶

有透明度的32位真彩色。

(14)PNM(PortableAnymap)格式

(15)PNG(PortableNetworkGraphics)格式

2.2.MATLAB可以處理的圖像類型

在MATLAB的圖像處理工具箱里，一幅圖像可能包括一個數(shù)據(jù)矩陣，也可以

包含一個色圖矩陣。除了這些基本的圖像類型外，MATLAB還支持由多幀圖像組

成的圖像序列，下面分別介紹。

2.2.1.索引圖像

索引圖像包括一個數(shù)據(jù)矩陣X和一個色圖陣MAP。其中X可以是無符號8位

整型、無符號16位整型或者雙精度浮點型數(shù)據(jù)；MAP是一個包含三列若干行的

數(shù)據(jù)陣列，其每一個元素值均為[0,1]之間的雙精度浮點數(shù)據(jù)。MAP矩陣的每一

行分別表示紅色、綠色、藍色的顏色值。索引數(shù)據(jù)中的每一個X值對應(yīng)到MAP

中的一行顏色值。改變MAP中的顏色值可以改變索引圖像的顏色。

需要說明的是，圖像矩陣與色圖之間的關(guān)系取決于圖像數(shù)據(jù)矩陣的類型。如

果圖像數(shù)據(jù)矩陣是雙精度的數(shù)據(jù)類型，則1指向MAP中的第一行，值2指向MAP

中的第二行，依此類推；如果圖像矩陣是8位無符號的整數(shù)或16位無符整數(shù)，

則由于存在一個偏移量，使得值0指向MAP中的第一行，值1指向MAP中的第二

行，依此類推。

【例221-1】顯示一幅索引圖像。

[XZMAP]=imread(*trees.tif');

imshow(X);

colormap(MAP);

pause⑸為暫停5秒

colormap(jet)%使用MATLAB定義的色圖，缺省的是jet(64)

pause(5)3暫停5秒

[x,map]=imread(*canoe.tif');

colormap(map);%應(yīng)用canoe.tif的顏色圖

2.2.2.灰度圖像

灰度圖像是一個數(shù)據(jù)矩陣I,而矩陣I中的數(shù)據(jù)均代表了在一定范圍內(nèi)的顏

色灰度值。I中的元素可以是雙精度的浮點類型、8位或16位無符號整數(shù)類型。

灰度圖像用一個預(yù)定義的色圖來顯示它即：colormap(gray)。Gray是一個64級

的色圖。

在MATLAB中可以調(diào)用圖像色彩縮放函數(shù)imagcsc來對圖像進行預(yù)處理，然

后再轉(zhuǎn)換成灰度圖像以調(diào)整灰度的深淺，也可以用函數(shù)imshow來顯示灰度圖像。

Imagesc函數(shù)的格式為imagesc(I,scale);其中，1可以是灰度圖像或色圖；

scale用于確定灰度的范圍。

【例2.2.2-1】顯示一幅灰度圖像moon,tif。

I=imread(,moon,tif');

imshow(I);

1=IMREADfcircuit,tif*);

Imshow(I);

2.2.3.RGB圖像

RGB圖像，即真彩色圖像，在MATLAB中存儲為數(shù)據(jù)矩陣。數(shù)組中的元素定義

了圖像中每一個像素的紅、綠、藍顏色值。每一個像素需要用24位二進制數(shù)來

存儲R,G,B三種顏色的亮度值。R,G,B值的組合表示了像素的顏色。

【例2.2.3-1］顯示一幅RGB圖像。

RGB=imread(，board.tif');

irnshuw(RGB);

2.2.4,二值圖像

二值圖像與灰度圖像一樣，二值圖像只需要一個數(shù)據(jù)矩陣，每個像素只取兩

個離散的值0,1對應(yīng)于white和black。二值圖像是以0和1的邏輯矩陣存儲的。

【例224-1】顯示一幅二值圖像。

BW=imread(,circuitbw.tif');

imshow(BW);

2.2,5.數(shù)據(jù)矩陣

符合圖像格式的數(shù)據(jù)矩陣也可以認(rèn)為是一幅圖像。

【例2.2.57]使用數(shù)據(jù)矩陣生成圖像。

M=magic(100);

m=M/max(M(:));

imshow(m);

m=mat2gray(M);%相當(dāng)于m=M/max(M(:))

figure;imshow(m);

2.2.6.圖像序列

對于大多數(shù)應(yīng)用，需要一組與時間或視角有關(guān)聯(lián)的圖像序列，而不只是單個

的圖像。例如核磁共振成像(MRI)和動畫。

MATLAB的圖像處理工具箱支持在同一矩陣中存儲多個圖像，我們把每個圖像

叫作一幀。圖像序列(矩陣)是一個四維的數(shù)組，圖像幀的序號在圖像的長、寬、

顏色深度之后構(gòu)成第四維。比如，一個包含5幅400X300真彩色圖像序列，其

大小是400X300X3X5,而相似的多幀索引圖像或灰度圖像的大小是

400X300X1X5。

在MATLAB中，用前面講過的cat函數(shù)可以把一些單一的圖像合并成圖像序

列。在圖像序中每個圖像需要有相同的大小，如果是索引圖像，色圖也要一致。

【例2.2.6-11多幀核磁共振成像的圖像。

clear;

mri=uint8(zeros(128,128,1,27));

forframe=l:27

[mri(:,frame),map]=imread('mri.tif',frame);

end

montage(mri,map);%用蒙太奇函數(shù)顯示所有的幀圖像。

mril=mri(:,:,:,1);mri3=mri(:,:,:,3);mri6=mri(:,:,:,6);

mrix=cat(4,mril,mri3,mri6);

figure;

montage(mrix,map);%用蒙太奇函數(shù)顯示mrix所有的幀圖像。

2.3.圖像類型轉(zhuǎn)換

數(shù)字圖像和數(shù)據(jù)矩陣共有5種類型，它之間是可以轉(zhuǎn)換的。各種類型之間轉(zhuǎn)

換函數(shù)由下圖示：

/、I=ind2gray(X,map)-

[X,map]索引

像

B

w

u

d

i

t

h

e

r

u

)

I

BGR

U2

Ib

nW

feP

rQ

gV

pbC

am0<=level<=l

)p_

BW=im2bw(RGB,level)

RGB真彩色圖像ABW二值圖像

【例2.3T】圖像類型轉(zhuǎn)換示例，抖動函數(shù)的應(yīng)月。

RGB=imread('board.tif');

imshow(RGB);

X二dither(RGB,hot);%X=dither(RGB,jet);

imshow(X,hot);%imshow(X,jet);

I=rgb2gray(RGB);

imshow(I);

BW二dither(I);

imshow(BW);

2.4.圖像數(shù)據(jù)類之間的轉(zhuǎn)換

MATLAB支持的圖像數(shù)據(jù)類可分為Logical,uint8,uintl6,double四類，它們

之可以相互轉(zhuǎn)換。為了利用自定義的函數(shù)對圖像進行處理，一般都要求將圖像的

數(shù)據(jù)類轉(zhuǎn)換成double類，當(dāng)處理完成后，可根據(jù)需要再轉(zhuǎn)換成其它類。

圖像處理工具箱(IPT)中用于圖像數(shù)據(jù)類之間轉(zhuǎn)換的函數(shù)：

函數(shù)名稱有效的輸入圖像數(shù)據(jù)類轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)類

Im2uint8Logical,uint8,uintl6,doubleUint8

Im2uint16Logical,uint8,uintl6,doubleUintl6

Im2doubleLogical,uint8,uintl6,doubleDouble

Im2bwUint8,uint16,doubleIxjgical

Mat2grayDoubleDouble范圍為［0,1］

圖像數(shù)據(jù)類可以通過下表給出的四個函數(shù)來進行判斷。其調(diào)用格式為:

Image_Tyrpe_YesNo=Is_Image_T\.pe_Command(lmage_Tyrpe_Array)

如果數(shù)組數(shù)據(jù)Image_Type_Array是對應(yīng)的圖像類型，Image_Type_YesNo值返

回1,否則返回Oo

圖像數(shù)據(jù)類的判斷函數(shù)

函數(shù)說明

isbw二值圖像的判斷

isgray灰度圖像的判斷

isind索引圖像的判斷

isrgb真彩色圖像的判斷

【例2.4-1］數(shù)據(jù)類判斷示例。

delay=3;%顯示的持續(xù)時間為3秒.

RGB=imread(*board,tif');

Image_Type_YesNol=isrgb(RGB);

if(Image_Type_YesNol==l);

image(RGB);title('正常顯示');

end

pause(delay);%暫停3秒

[X,map]=imreadCcanoe,tif');

image(X)

titleC非正常顯示')；

pause(delay);%暫停3秒

Image_Type_YesNo2=isind(X);

if(Image_Type_YesNo2==l)

colormap(map);

end

titleC正常顯示')；

pause(delay);%暫停3秒

T=imrpad('moon,tif1);

image(I)

titleC非正常顯示')；

pause(delay);%暫停3秒

Image_Type_YesNo3=isgray(I);

if(Image_Type_YesNo3==l)

colonnap(gray)

end

titleC正常顯示')；

pause(delay);%暫停3秒

BW=imread(,circbw.