計算機視覺(jué)_圖像處理 2009-12-06 16:01:34 閱讀229 評論0 字號：大中小 訂閱
1）位圖：是根據圖像的尺寸和分辨率創(chuàng )建和保存的圖像，由掃描輸入。
2）矢量圖：使用專(zhuān)用軟件繪制的，以數學(xué)方程式的方式保存的圖像，所以矢量圖的清晰度與分辨率無(wú)關(guān)。
3）象素：是圖像在計算機顯示中的度量單位，可以變化，可大可小。
4）分辨率：是用于度量圖像在顯示器中清晰程度的一個(gè)參數，分辨率越高，圖像越清晰。分辨率是與象素相關(guān)的，即單位長(cháng)度上的象素數就是分辨率。由此可知，分辨率越高，象素的幾何尺寸就越小。
5）圖像文件的大?。褐敢环鶊D像在計算機中保存時(shí)所占用的磁盤(pán)空間，其大小與所用的顏色模式有關(guān)?；叶葓D像中的每一個(gè)灰度象素只占用一個(gè)字節（8位），RGB圖像中紅、綠、藍各占用一個(gè)字節。另外，圖像文件的大小也直接與其分辨率有關(guān)，原因是當分辨率增加時(shí)，一幅圖像所包含的象素量急劇增加。
6）句柄：通俗地說(shuō)就是對象的代號或標志，它能使計算機方便地從眾多對象中找到所需要的對象并對之加以相應的操作。MATLAB中的句柄圖形對象包括軸、文本、菜單、控制框、圖像等。
2.2 MATLAB 圖像文件格式簡(jiǎn)介
針對MATLAB的數字圖像處理功能，我們討論它可以處理的幾種圖像文件格式：
A）PCX格式?？商幚?font style="LINE-HEIGHT: normal" face="Times New Roman">1、4、8、16、24位等圖像數據。文件內容包括文件頭 、圖像數據、擴展調色板數據。
B）BMP格式，即位圖文件，整幅圖可視為一個(gè)數字矩陣。它包括1、4、8、24位非壓縮圖像，8位RLE（行程編碼）圖像。文件內容包含文件頭、位圖信息數據塊和圖像數據。選擇BMP格式保存一幅灰度模式圖像時(shí)，可選擇以Windows格式保存。而且在選中4位或8位位圖時(shí)，還可選壓縮（RLE）項，在用RLE方式壓縮保存后圖像將毫無(wú)損失。這是用得最廣的圖像格式之一，在本文中都對這種格式的圖像進(jìn)行操作。
C）HDF格式。有8位，24位光柵圖像數據集。
D）JPEG格式。是一種聯(lián)合圖像專(zhuān)家組的圖像壓縮格式，是目前所用對靜止灰度或彩色圖像的壓縮標準。它實(shí)際上定義了3種編碼系統：
a．基于DCT的有損編碼基本系統，可用于絕大多數壓縮場(chǎng)合；
b．用于高壓縮比、高精度或漸進(jìn)重建應用的擴展編碼系統；
c．用于無(wú)失真應用場(chǎng)合的無(wú)損系統。JPEG沒(méi)有規定文件格式、圖像分辨率或所用的彩色空間模型，這使它就有可能適用于MATLAB。
D）TIFF格式。處理1、4、8、24位非壓縮圖像，1、4、8、24位 packbit 壓縮圖像，1位CCITT壓縮圖像等。文件內容包括：文件頭、參數指針表與參數域、參數數據表和圖像數據四部分。它是一種用途廣泛的文件格式，其特點(diǎn)是可移植性好，幾乎所有的掃描儀及在Windows、Macintosh平臺上常用的版面設計軟件都支持TIFF文件格式。以這種格式保存的圖像文件結構比較復雜，在不壓縮存放時(shí)文件比較大。
E）XWD格式。1、8位Zpixmaps, Xybitmaps, 1位XYPixmaps。
F）TGA格式。處理1、4、8、16、24位非壓縮圖像和行程編碼圖像。文件包由5個(gè)固定長(cháng)度字段和3個(gè)可變長(cháng)度字段組成。
2.3 MATLAB圖像文件類(lèi)型
根據數據矩陣和圖像象素點(diǎn)顏色的匹配關(guān)系，MATLAB中的圖像可分為三類(lèi)：索引圖像、灰度圖像和RGB圖像。
1）索引圖像：它的數據信息包括一個(gè)數據矩陣和一個(gè)雙精度色圖矩陣，它的數據矩陣中的值直接指定該點(diǎn)的顏色為色圖矩陣中的某一種。色圖矩陣中，每一行表示一種顏色，每行有三個(gè)數據，分別表示該種顏色中紅、綠、藍的比例情況，所有元素值都在[0，1]內。
2）灰度圖像：它的數據矩陣中的元素值一般都在[0，1]或[0，255]之間，灰度圖像根據這些數據利用線(xiàn)性插值來(lái)和色圖中的顏色種類(lèi)匹配。
3）RGB圖像：圖像中每個(gè)象素的顏色用三個(gè)數據來(lái)存儲，分別指定紅、綠、藍三原色在象素顏色中的比例關(guān)系，組成一個(gè)三維數組。
2.4 MATLAB中圖像的存儲運算和顯示方式
在MATLAB中，數值一般都采用double型（64位）存儲和運算，為了節省存儲空間，MATLAB為圖像提供了特殊的數據類(lèi)型uint8（8位無(wú)符號整數），以此方式存儲的圖像稱(chēng)為8位型像。函數image能夠直接顯示8位圖像，但8位型數據和double型數據在image中意義不一樣，對于索引圖像，數據矩陣中的值指定該像素的顏色種類(lèi)在色圖矩陣中的行數。當數據矩陣中的值為0時(shí)，表示用色圖矩陣中第一行表示的顏色繪制；當數據矩陣中的值為1時(shí)，表示用色圖矩陣中的第二行表示的顏色繪制該像素，數據與色圖矩陣中的行數總是相差1。所以，索引圖像double型和uint8型在顯示方法上沒(méi)有什么不同，只是8位數據矩陣的值和顏色種類(lèi)之間有一個(gè)偏差1。調用格式均為image(x); colormap(map);對于灰度圖像，uint8表示范圍[0，255]，double型表示范圍[0，1]?？梢?jiàn)，double型和uint8型灰度圖像不一樣，二者轉換格式為：
I8=uint8 (round (I64*255));
I64=double (I8)/255;
反之，imread根據文件中的圖像種類(lèi)作不同的處理。當文件中的圖像為灰度圖像時(shí)，imread把圖像存入一個(gè)8位矩陣中，把色圖矩陣轉換為雙精度矩陣，矩陣中每個(gè)元素值在[0，1]內；當為RGB圖像時(shí)，imread把數據存入到一個(gè)8位RGB矩陣中。
本軟件的處理統一針對BMP格式的灰度圖。在編程時(shí)圖像讀入與輸出均要求轉換為uint8型，中間運算處理過(guò)程則要用double型。
2．5 從零開(kāi)始學(xué)用MATLAB
MATLAB對于我來(lái)說(shuō)是一門(mén)全新的語(yǔ)言，一般在編輯框中編程存盤(pán)后在命令框內運行，在Figure框中顯示圖像。在用它作數字圖像處理的過(guò)程中，最常碰到的問(wèn)題有：
① 圖像讀入 imread (‘文件名.格式’,’格式’)，必須是上文提過(guò)的MATLAB支持的7種格式之一，而用Photoshop制作的PSD圖像保存了所有通道和圖層的信息，不能直接用MATLAB來(lái)處理。顯示圖像用imshow (h) 語(yǔ)句，h 為圖像句柄；在一幅圖片中顯示子圖用subplot規定子圖的位置和大小，用subimage(h)輸出子圖。輸出圖像若需要永久保存，則可用imwrite (h,map, ’filename.bmp’,’bmp’), 寫(xiě)入存儲器。注意在該語(yǔ)句前要設置調色板，即map=(gray(256))。
② 結構化程序語(yǔ)句寫(xiě)法不同于C語(yǔ)言。比如if, for 之后要用end 表示這一塊結束。有關(guān)條件的語(yǔ)句都不用加括號，而用冒號來(lái)表示遞增，如
for i=1：3：10
表示 i從1以步長(cháng)3遞增到10，即做三次循環(huán)。
③ 要注意圖像格式的轉化。須知不同的圖像格式對應不同的處理方式，如果處理與格式不符，將引起錯誤。比如范例中的圖片lena256.bmp表現為灰度圖，但其實(shí)質(zhì)仍為RGB圖像。如果不用語(yǔ)句rgb2gray將其轉化為256級灰度圖，經(jīng)變換后圖像會(huì )變紅或變藍。
④ 數組的定義方式與C語(yǔ)言不同。由于C語(yǔ)言中含N個(gè)元素的一維數組A的下標從0到N-1，數組定義為A[N]；同樣的數組，MATLAB規定的下標是從1到N，所以不能再用A[N]來(lái)表示數組，只能用它表示數組的第N個(gè)元素。賦值時(shí)用A代表數組。
⑤ 由于在本演示軟件中，涉及較多點(diǎn)運算，所以運行速度較慢。等待時(shí)未知其是否順利運行。這時(shí)最好在最外層循環(huán)加上計數標志，即變量名，這樣對程序運行的影響不大，卻可以知道程序的運行情況，有助于查錯。但如果在內層循環(huán)加標志的話(huà)，將大大減慢運行速度。
⑥ 盡管MATLAB允許未定義使用數組，但在實(shí)際應用中這樣經(jīng)常出錯，特別是遇到在double和uint8型之間的轉換時(shí)。所以最好還是養成用前定義的習慣，避免出現不必要的錯誤。
⑦ 在做完一定量的運算后，一般要用Clear清除內存變量，以防影響后面的程序運行。
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