图像预处理

图像预处理

　　图像的颜色主要是由红（R)、绿(G)和蓝(B)三原色光按比例混合而成。一副图像（RGB图形）由格式为M×N×３的三维数组组成，其中的“3”可以理解为三幅M×N的二维图像（灰度值图像）。这三幅图像分别代表R、G、B分量，每个分量的像素点取值范围是[0,255]。读取的图像格式可以是png,bmp等。

一、读取图像函数imread

　　用法：RGB = imread(filename.fmt)      根据图像名filename读取图像。返回的RGB为包含图像数据的数组。

　　若为灰色图像，RGB是M*N的数组；若为真彩图像，RGB是M*N*3的三维数组。（M*N为图像像素）

　　对于彩色图像，返回的数据中，RGB(:,:,1)表示R分量，RGB(:,:,2)表示G分量，RGB(:,:,3)表示B分量，每个分量是一个M*N的数组，数组中每个数据取值范围为[0,255]。

二、图形显示函数imshow

　　用法：imshow(A)：显示图像A,A应该为一个M*N或者M*N*3的数组。

三、显示RGB图像的三个分量

　　有两种方法可以将RGB图像的三个分量分别显示出来，但显示效果不一样：

• 灰度值显示法
  该方法比较简单，通过提取R、G、B分量，再分别显示出来，matlab代码如下：

  clc,clear,close all
  RGB = imread('coloredChips.png');
  subplot(2,2,1),imshow(RGB(:,:,1)),title('R分量'); %显示R分量
  subplot(2,2,2),imshow(RGB(:,:,2)),title('G分量'); %显示G分量　
  subplot(2,2,3),imshow(RGB(:,:,3)),title('B分量'); %显示B分量
  subplot(2,2,4),imshow(RGB),title('RGB');         %显示RGB图像（原始图像）

   

　　　　显示结果

   　　　　　　　　　　

 

• • 　　彩色显示法

　　　　只有当RGB的三个通道同时被赋值时才会显示颜色，如R分量显示出红色，matlab代码如下：　

clc,clear,close all
RGB = imread('coloredChips.png');
zeromatrix = zeros(391, 518); %创建一个M*N的零矩阵（与像素大小相同的空矩阵）
RGB_R = cat(3, RGB (:,:,1), zeromatrix , zeromatrix );%创建一个三维数组，提取R分量，其他两个分量取0
RGB_G = cat(3, zeromatrix , RGB (:,:,2), zeromatrix );%创建一个三维数组，提取G分量，其他两个分量取0
RGB_B = cat(3, zeromatrix , zeromatrix, RGB (:,:,3));%创建一个三维数组，提取B分量，其他两个分量取0

subplot(2,2,1),imshow(RGB_R ),title('R分量');
subplot(2,2,2),imshow(RGB_G),title('G分量');
subplot(2,2,3),imshow(RGB_B),title('B分量');
subplot(2,2,4),imshow(RGB),title('RGB');

　　　　显示结果：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 

四、灰度图像

　　灰度图像转换函数rgb2gray　　

　　用法：I = rgb2gray(RGB) 。将真彩色图像 RGB 转换为灰度图像 I。rgb2gray 函数通过消除色调和饱和度信息，同时保留亮度，来将 RGB 图像转换为灰度图l。l是一个M*N的矩阵，数据取值范围为[0,255]，主要表示亮度强弱。

 

五、二值化图像

　　二值化函数im2bw

　　im2bw使用阈值变换法把灰度图像转换成二值图像。所谓二值图像， 一般意义上是指只有纯黑（0）、纯白（255）两种颜色的图像。

　　用法：BW = im2bw(I,level)

　　将灰度图像 I 转换为二进制图像。输出图像 BW 将输入图像中亮度值大于 level 的像素替换为值1 (白色)，其他替换为值0(黑色)。 level 的取值在 [0,1]之间，默认为 0.5。

　　区域二值化函数roicolor

　　用法：BW=roicolor(l,low,high)

　　将灰度图像 I 转换为二进制图像。输出图像 BW 将输入图像中亮度值在[low,high]范围内的像素替换为值1 (白色)，其他替换为值0(黑色)。

　　　　　BW=roicolor(A,v)

　　将灰度图像 I 转换为二进制图像。输出图像 BW 将输入图像中亮度值与向量v相匹配的像素替换为值1 (白色)，其他替换为值0(黑色)。

 

六、应用举例

%% 图像预处理
clc,clear,close all
obj=imread('coloredChips.png');   %读图像
R = obj(:,:,1);           %R通道
G = obj(:,:,2);           %G通道
B = obj(:,:,3);           %B通道 
obj_gray = rgb2gray(obj);         %灰度图像
BW1 = im2bw(obj_gray,0.49);       %二值化
BW2 = roicolor(obj_gray,50,100);  %区域二值化
subplot(331),imshow(obj);title('原图像')
subplot(332),imshow(obj_gray);title('灰度图像')
subplot(333),imshow(BW1);title('二值化图像')
subplot(334),imshow(R);title('R通道图像')
subplot(335),imshow(G);title('G通道图像')
subplot(336),imshow(B);title('B通道图像')
subplot(313),imshow(BW2);title('区域选择处理')

显示结果：