[00]數字影像處理-matlab速成

迎風唱情歌發表於2021-03-04

原本聽的是mooc武漢大學的數字影像處理課程，但是無奈老師讀ppt的能力太強，不太適應，後面的課程對於實驗方面的要求甚低，無奈之下到處找課程，終於找到了一個適合自己的教程《王偉強-數字影像處理》，今天開始連載，希望3.20日之前能夠完成課程的學習，加油！

預計連載的目錄

導言與MATLAB快速介紹
空域處理（I） - 亮度變換（I）
空域處理（II）- 卷積與線性移動不變系統
頻域處理（I）- 傅立葉變換
頻域處理（II）- 高低頻濾波器與頻域處理框架
影像復原（I）- 噪聲與相關的去噪技術
影像復原（II）- 降質函式與約束最小二乘恢復方法
彩色影像處理
小波變換與影像處理（I）- 小波的相關理論
小波變換與影像處理（II）- 尺度函式、小波函式、快速小波變換

基本概念

數字影像處理DigitalImageProcessing,DIP
岡薩雷斯將數字影像處理看成一個黑箱，輸入一個圖片，輸出也是一個圖片
影像分析就是輸出屬性
視覺就是輸出理解

matlab:配置環境當前目錄和搜尋路徑

新增或修改搜尋路徑，右擊桌面圖示屬性修改設定起始位置

matlab:.m檔案

matlab分為兩種檔案，一種是指令碼檔案，類似於dos系統中的批處理檔案，特點就是所有變數都是全域性變數，執行完之後的變數不會從系統中清除。另外一種函式檔案，外部看是看不出來的，特點就是函式變數除了特殊宣告都是區域性變數。

數字影像的表示

也就是說，影像的矩陣儲存形式是從0,0位置開始，而matlab中影像的矩陣儲存形式是1,1開始。

讀取一幅影像

使用Matlab ipt讀取一幅影像，ipt就是影像處理工具箱。

f=imread('bird.jpg');

imread從當前目錄讀取檔案，如果失敗，它將嘗試在搜尋路徑中找到該檔案
請注意分號；，如果不加分號，命令視窗將顯示影像的矩陣值。
matlab中的字串是單引號。

獲取影像的資訊

顯示或寫入影像

imshow(f)
imshow(f,G)
imshow(f,[low,high])
imshow(f,[])
imwrite(f,'filename')
imwrite(f,'filename','ext')
imwrite(f,'filename','quality',q)
質量指標q的範圍是0-100，值越低，影像質量越差，壓縮率越高。

影像型別

強度影像/灰度影像

灰度影像是一個資料矩陣，它的值被縮放以表示強度。
當灰度影像的畫素是uint8或uint16型別時，它們的取值是
[0,255]或[0,65535]範圍內的整數。
如果影像是double型別的，則畫素值為浮點數。按照慣例，經
過縮放之後double型別的灰度影像的畫素值落在[0,1]範圍內

二值影像

二值影像是由0和1組成的邏輯陣列。
數值陣列使用邏輯函式轉換為二進位制。
如果A包含0和1以外的元素，則使用邏輯函式將所有非零數值轉換為邏輯真(1)，並將所有值為0的項轉換為邏輯假(0)

索引影像
BMP影像標識其為索引影像

影像可以是索引影像的，也可以是真顏色影像。
索引影像將顏色作為索引陣列儲存到colormap圖中。
資料號代表著調色盤的索引號，從下往上儲存。對於資料量大的影像節省空間

RGB影像
是目前見到的最多的影像，又叫真彩影像。

真彩色影像不使用colormap；相反，每個畫素的顏色值直接儲存為RGB三元組。colormap也就是調色盤
在MATLAB中，真彩色影像物件的CData屬性是一個三維(m×n×3)陣列。這個陣列由三個m×n矩陣組成，它們沿著第三維連線在一起。

資料型別

C語言中主要是int,double。matlab中int分的很細，u代表不帶符號的，uint代表usigned，非負數。

資料型別和影像型別之間轉換

讀入一個圖片通常是整型，直接進行傅立葉變換是錯誤的，因此需要轉換為double型。

通常我們將影像稱為（資料 - 影像型別）的影像
例如“uint8強度影像”僅指代畫素值是uint8型別的強度影像
資料類之間轉換簡單，語法為

B = data class name(A)

其中資料類名是資料類表第一列中的名稱之一。例如A是一個uint8型別的陣列，精度更高的double型別陣列B是由命令B = double(A)生成的。這種轉換在整本書中很常見，因為matlab希望數值計算中的運算元是雙精度浮點數。

資料轉換超過255直接截斷過於粗暴，因此ipt中通常採用伸縮的方式