1、第3章 MATLAB图像处理基础 本章主要介绍利用MATLAB来实现数字图像处理的基本操作，主要包括以下几个方面的内容：MATLAB图像处理工具箱，图像类型的转换，图像文件的读写，图像文件的显示，视频文件的读写。介绍这5个部分目的是为了让广大用户了解MATLAB图像处理工具箱的基础上，能够利用该工具箱来实现基本的图像处理操作。3.1图像处理工具箱 在 MATLAB中，所提供的工具箱种类是非常多的，包含的应用领域非常广阔，例如Control System Toolbox（系统控制工具箱）、Database Toolbox（数据库工具箱）、Filter Design Toolbox（滤波器设计工具
2、箱）、Signal Processing Toolbox（信号处理工具箱）等，利用这些工具箱用户可以非常方便地实现所需要的计算、分析、处理等功能。本书主要是介绍MATLAB与图像处理的相关操作，在MATLAB中也提供了与图像处理相关的工具箱Image Processing Toolbox（图像处理工具箱）。下面具体介绍MATLAB中的图像处理工具箱的相关内容。3.1.1图像处理工具箱使用向导 Image Processing Toolbox（图像处理工具箱）是利用了MATLAB强大的数学计算能力，为广大用户提供了一套全方位的参照标准算法和图形工具，用于进行图像处理、分析、可视化和算法开发。该工
3、具箱提供的图像处理操作非常广泛，包括： 图像数据的读取和保存：将图像数据读取到工作空间，处理后图像进行保存； 图像的显示：将图像文件在窗口中显示出来； 创建GUI：创建图像用户接口，实现交互操作； 图像的几何变换：又称图像的空间变换，例如图像的缩放、图像的旋转、图像的平移、图像的镜像和图像的裁剪等操作； 图像滤波器设计及线性滤波：可以进行线性滤波和设计FIR等滤波器； 形态学图像处理：可以进行膨胀和腐蚀，以及基于膨胀和腐蚀的处理，并且可以进行数学形态学重建等操作； 图像域变换：可以进行傅里叶变换、离散正弦或余弦变换、Radon变换等； 图像增强：可以进行灰度拉伸、对比度增强和去噪处理等； 图像
4、分析：可以进行图像的直方图统计、边缘检测、边界跟踪和四叉树分解等操作 图像合成：将两幅或多幅部分图像拼接成一幅完整图像； 图像配准：可以基于控制点配准图像； 图像分割：将一幅图像按照一定规则分成多个部分，区域生长，阈值分割等； 图像ROI处理：针对图像中感兴趣区域进行处理，ROI选取等； 图像恢复：图像中含有噪声或者图像发生退化，利用某些算法将图像进行还原和恢复； 彩色图像处理：图像的彩色空间类型及彩色空间变换，例如RGB彩色空间； 邻域和块处理：可以进行块操作、滤波、填充、滑动邻域操作、分离块操作和列处理。3.1.2学习更多关于图像处理工具箱 MATLAB图像处理工具箱例程：MATLAB软件
5、包包括了许多按照分类组织的各种例程，这些例程提供了一个很好的学习图像处理工具箱的机会； MATLAB网络研讨会：在这个研讨会上MathWorks公司的开发人员和工程师会作简短的（一般 I=imread(lena.bmp);%读取图像信息 imtool(I);%用函数imtool( )显示，使用的是图像工具浏览器 imshow(I);%用函数imshow( )显示，使用的通用图形图像视窗 将得到如图3.27所示结果：图（a）和图（b）分别是两种图像显示窗口界面：图像工具浏览器界面和通用图像图像视窗界面。 图（a） 图（b） 3.4.2像素信息的显示 在MATLAB图像处理工具箱中包含两个函数可以
6、返回用户指定的图像像素的数据值：函数impixel( )和函数impixelinfo( )。 1.函数impixel( ) 函数impixel( )可以返回选中像素或像素集的数据值。用户可以直接将像素坐标作为该函数的输入参数或者用鼠标选中像素。 2.函数impixelinfo( )： 函数impixelinfo的功能是在当前显示的图像中创建一个像素信息工具。这个像素信息工具显示的是鼠标光标所在图像的像素点的信息，并且可以显示该图像窗口中的所有图像中的像素的信息。该像素信息显示工具默认在图像窗口的左下角，其中内容包括两个部分：一是一个字符串“Pixel Info”，二是在字符串后的像素信息。3.
7、5视频文件的读写 MATLAB除了支持各种图像文件的读写等操作，还支持视频文件的相应处理。实际上视频文件本质上是由多帧具有一定大小、顺序、格式的图像组成的，只是一般的图像是静止的，而视频是可以将多帧静止的图像进行连续显示，从而达到动态效果。 在MATLAB中专门针对视频文件而集成了一些函数，以方便用户进行使用。例如视频读取函数aviread( )、视频信息读取函数aviinfo( )、视频的播放函数movie( )等等，本章将具体介绍有关视频文件的MATLAB的处理。3.5.1视频文件的读取 在MATLAB中，读取视频文件有几种方法，所支持的函数也非常多。在MATLAB早期版本中，主要是利用函
8、数aviinfo( )和函数aviread( )来进行读取视频文件信息及视频流，在比较新的版本中，主要是利用函数mmfileinfo( )、函数mmreader( )和函数read( )来对视频文件进行读取。3.5.2视频文件的播放 对于视频文件的播放，在MATLAB中直接调用函数movie( )即可。其调用格式如下： movie(M)：该函数是播放视频流M一次，其中M是一个结构体，它包含两个属性CData和Colormap。 movie(M,N)：该函数是播放N次视频流M，其中M同上，N是一个整数。 movie(M,N,FPS)：该函数是播放N次视频流M，播放时的帧速率为FPS，默认情况下，帧速率为12帧/秒。 movie(H,.)：该函数是播放句柄H指定的多媒体文件。 movie(H,M,N,FPS,LOC)：该函数是设置视频播放时的位置，是相对于句柄对象H左下角而言，播放N次视频流M，视频播放速率为FPS，LOC = X Y unused unused ，四个参数都表示定位的，但只有X，Y使用，剩余二个不用，当在格式上必须有四个参数存在。
