Документация

Понимание изображений в среде MATLAB

Основная структура данных в MATLAB является прямоугольной матрицей, упорядоченным набором вещественных или сложных элементов. Этот объект естественно подходит для представления изображений, которые являются реальными, упорядоченными наборами цветов или данных интенсивности. (Этот тулбокс не поддерживает сложные изображения.)

Пиксель слова получают из элемента изображения и обычно обозначает одну точку на компьютерном отображении или один элемент в матрице изображения. Можно выбрать один пиксель из матрицы изображений с помощью обычного матричного индексирования. Для примера:

I(2,15)

возвращает значение пикселя в строке 2 и столбце 15 изображения I. По умолчанию MATLAB масштабирует изображения, чтобы заполнить оси отображения; поэтому пиксель изображения может использовать больше, чем один пиксель на экране.

Индексированные изображения

Типичное цветное изображение требует двух матриц: палитры и матрицы изображения. Палитра является упорядоченным множеством значений, которые представляют цвета в изображении. Для каждого пикселя изображения матрица изображения содержит соответствующий индекс в палитру. (Элементами матрицы изображений являются целые числа с плавающей точкой или флинты, которые MATLAB сохраняет как значения двойной точности.)

Размер матрицы палитры n-by-3 для изображения, содержащего n цвета. Каждая строка матрицы палитры является красным, зеленым, синим (RGB) вектором цвета 1 на 3

color = [R G B]

это определяет интенсивность красных, зеленых и синих компонентов этого цвета. R, G, и B являются действительными скалярами, которые варьируются от 0,0 (черный) до 1,0 (полная интенсивность). MATLAB преобразует эти значения в интенсивность отображения при отображении изображения и его палитры.

Когда MATLAB отображает индексированное изображение, он использует значения в матрице изображения, чтобы просмотреть требуемый цвет в палитре. Для образца, если матрица изображений содержит значение, 18 в расположении матрицы (86 198), цвет для пикселя (86 198) является цветом из 18 строк палитры.

Вне MATLAB индексированные изображения с n цвета часто содержат значения от 0 до n-1. Эти значения являются индексами в палитру с 0 в качестве его первого индекса. Поскольку матрицы MATLAB начинаются с индекса 1, необходимо увеличить каждое значение в изображении или переместить изображение вверх, чтобы создать изображение, которым можно манипулировать с функциями тулбокса.

Вейвлет индексированных изображений

Индексированные изображения могут рассматриваться как масштабированные изображения интенсивности с элементами матрицы, содержащими только целые числа от 1 до n, где n - количество дискретных оттенков в изображении.

Если палитра не предусмотрена, приложение Wavelet Analyzer отображает изображение и результаты обработки с помощью монотонной палитры с max(max(X))-min(min(X))+1 цвета.

Поскольку палитра изображения используется только в целях отображения, некоторые индексированные изображения могут потребовать предварительной обработки, чтобы получить правильные результаты разложения вейвлет.

В целом цветные индексированные изображения не имеют линейных, монотонных палитр и должны быть преобразованы в соответствующее серое индексированное изображение перед выполнением вейвлет.

RGB (Truecolor) Изображения

Изображение RGB, иногда называемое изображением truecolor, хранится в MATLAB как массив данных m -by n -by-3, который задает красные, зеленые и синие компоненты цвета для каждого отдельного пикселя. Изображения RGB не используют палитру. Цвет каждого пикселя определяется комбинацией интенсивности красного, зеленого и синего цветов, сохраненной в каждой цветовой плоскости в местоположении пикселя. Форматы графических файлов хранят изображения RGB как 24-битные изображения, где красные, зеленые и синие компоненты составляют 8 биты каждый. Это дает потенциал 16 миллионов цветов.

Точность, с которой можно тиражировать реальное изображение, привела к прозвищу «изображение труколора». Массив RGB MATLAB может иметь класс double, single, uint8, или uint16. В массиве RGB с double классовкаждый цветовой компонент является значением от 0 до 1.

Цветные компоненты 8-битного изображения RGB являются целыми числами в области значений [0, 255], а не значениями с плавающей точкой в области значений [0, 1].

Вейвлет изображений Truecolor

Проанализированные изображения truecolor представляют собой m -by n -by-3 массивов uint8. Каждый из трехцветных компонентов является матрицей, которая разлагается с помощью схемы 2-D вейвлета разложения.

Другие изображения

Программное обеспечение Wavelet Toolbox позволяет работать с некоторыми другими типами изображений. Использование imread function, различные инструменты, использующие изображения, пытаются загрузить индексированные изображения из файлов, не являющихся файлами MAT (для примера, PCX-файлов).

Этими инструментами являются:

Для получения дополнительной информации о поддерживаемых типах файлов введите help imread.

Используйте imfinfo функция для поиска типа изображения, хранящегося в файле. Если файл не содержит индексированного изображения, операция загрузки завершается неуспешно.

Преобразование изображений

Программное обеспечение Image Processing Toolbox™ предоставляет полный набор функций, которые позволяют вам легко преобразовывать между типами изображений. Если у вас нет программного обеспечения Image Processing Toolbox, приведенные ниже примеры демонстрируют, как это преобразование может быть выполнено с помощью основных команд MATLAB.

load xpmndrll 
whos 

image(X2)
title('Original Color Indexed Image') 
colormap(map); colorbar

R = map(X2,1); R = reshape(R,size(X2));
G = map(X2,2); G = reshape(G,size(X2));
B = map(X2,3); B = reshape(B,size(X2));

Xrgb = 0.2990*R + 0.5870*G + 0.1140*B;

n = 64;            % Number of shades in new indexed image 
X = round(Xrgb*(n-1)) + 1; 
map2 = gray(n); 
figure 
image(X), title('Processed
Gray Scale Indexed Image') 
colormap(map2), colorbar

baboon = X; 
map = map2; 
save baboon baboon map

A = imread('myImage.tif');  
% A is an S1xS2x3 array of uint8.  

A = double(A);
Xrgb  = 0.2990*A(:,:,1) + 0.5870*A(:,:,2) + 0.1140*A(:,:,3); 
NbColors = 255; 
X = wcodemat(Xrgb,NbColors); 
map = pink(NbColors);