Matlab课程设计-MATLAB仿真软件进行图像的输入、输出和格式变换.doc
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1、武汉理工大学Matlab课程设计学 号: 0120828460130课 程 设 计题 目Matlab课程设计-MATLAB仿真软件进行图像的输入、输出和格式变换学 院学院专 业通信工程班 级姓 名指导教师2010年月日课程设计任务书学生姓名: 专业班级: 指导教师: 工作单位: 信息工程学院 题 目: MATLAB仿真软件进行图像的输入、输出和格式变换 初始条件:仿真软件matlab数字信号处理与图像处理基础知识。要求完成的主要任务:MATLAB仿真软件进行图像的输入、输出和格式变换。要求:读取、保存和显示不同格式的图像,并进行图像格式的相互变换如索引图像、灰度图像、RGB图像和二值图像的相互
2、转换时间安排:第15周:理论讲解. 第20周:理论设计. 仿真调试.撰写试验报告,准备答辩第21周:答辩指导教师签名: 2011年12 月 4 日系主任(或责任教师)签名: 年 月 日目录摘要3Abstract4第一章 图像文件格式及图像类型511 MATLAB支持的几种图像文件格式:512 MATLAB几种图像类型6第二章 图像的输入921从图形图像上读取数据9第三章 图像的输出113.1以图像形式输出(图像的显示)113.1.1索引图像的显示113.1.2灰度图像的显示133.1.3二值图像的显示143.1.4 RGB图像的显示153.2以图像文件的形式输出(图像文件形式之间的转换)15第
3、四章 图像的保存17第五章 图像类型转换185.1 RGB转换成灰度图像185.2 灰度图像转换为索引图像195.3 灰度图像转化为二值图像205.4 RGB图像转化为索引图像21课设总结23参考文献24摘要MATLAB是集数值计算,符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言。作为强大的科学计算平台,它几乎能够满足所有的计算需求。MATLAB 本身就是功能强大的数据可视化工具,可以通过各种形式显示分析数据,例如灰度直方图、等高线、蒙太奇混合、像素分析、图层变换以及材质贴图等。利用可视化的图形,不仅能够评估图形图像的特性,还能够分析图像中的色彩分布等情况。本次课程设计介就是Matlab环境
4、下的一些最基本的图像处理操作,如读取、保存和显示不同格式的图像,并进行图像格式的相互变换如索引图像、灰度图像、RGB图像和二值图像的相互转换AbstractMATLAB is a scientific computing language that adds the function of numerical computing and graphics processing, symbols together. As a powerful scientific computing platforms, it can almost satisfy all the calculations th
5、at needs. MATLAB itself is a powerful tool of data visualization that can display data through various forms, such as graylevel histogram, contours, montage mixing, pixel analysis, the layer texture and transformation. With visual graphics, it can not only evaluate image characteristics, but also an
6、alyze the distribution of color image.The purpose of the practice of introducing Matlab environment is the most basic of some image processing operations, such as read, write, image information and image format, size and gray telescopic; etc. Through the experiment mastery of image histograms depict
7、s method, deepen the histogram image feature and the relationship between the shape of understanding,and to deepen the understanding of histogram equalization algorithm.第一章 图像文件格式及图像类型11 MATLAB支持的几种图像文件格式:JPEG(Joint Photogyaphic Expeyts Group):一种称为联合图像专家组的图像压缩格式。 BMP(Windows Bitmap):有1位、4位、8位、24位非压缩
8、图像,8位RLE(Run length Encoded)的图像。文件内容包括文件头(一个BITMAP FILEHEADER数据结构)、位图信息数据块(位图信息头BITMAP INFOHEADER和一个颜色表)和图像数据。PCX(Windows Paintbrush):可处理1位、4位、8位、16位、24位等图像数据。文件内容包括文件头、图像数据和扩展色图数据。TIFF(Tagged Iamge File Format):处理1位、4位、8位、24位非压缩图像,1位、4位、8位、24位packbit压缩图像,1位CCITT压缩图像等。文件内容包括文件头、参数指针表与参数域、参数数据表和图像数据四
9、部分。PNG(Portable Network Graphics):包括1位、2位、4位、8位和16位灰度图像,8位和16位索引图像,24位和48位真彩色图像。GIF(Graphics Interchange Format):任何1位到8位的可交换的图像。HDF(Hierarchial Data Format):有8位、24位光栅图像数据集。ICO(Windows Icon resource):有1位、4位、8位非压缩图像。CUR(Windows Cursor resource):有1位、4位、8位非压缩图像。XWD(X Windows Dump):包括1位、8位Zpixmaps,XYBitm
10、aps,XYPixmmmaps。RAS(Sun Raster image):有1位bitmap、8位索引、24位真彩色和带有透明度的32位真彩色。PBM(Portable Bitmap)。PGM(Portable Graymap)。PPM(Portable Pixmap)。12 matlab几种图像类型MATLAB支持五种图像类型,即二值图像、索引图像、灰度图像、RGB图像和多帧图像阵列。索引图像:它的数据信息包括一个数据矩阵和一个双精度色图矩阵,它的数据矩阵中的值直接指定该点的颜色为色图矩阵中的某一种。色图矩阵中,每一行表示一种颜色,每行有三个数据,分别表示该种颜色中红、绿、蓝的比例情况,所
11、有元素值都在0,1内。表1-1 索引图像的特征 双精度类:Double(每个元素占8个字节)整数类:Unit8(每个元素占1个字节)整数类(Unit16)(每个元素占2个字节)索引图像图像数组大小:mn图像元素取值:1,p色度矩阵:p3色度元素值:0,1图像数组大小:mn图像元素取值:0,p-1色度矩阵:p3色度元素值:0,255图像数组大小:mn图像元素取值:0,p-1色度矩阵:p3色度元素值:0,65535图 1-1 索引图像对应的色度元素值灰度图像:数据矩阵中的元素值一般都在0,1或0,255之间,灰度图像根据这些数据利用线性插值来和色图中的颜色种类匹配。灰度图像一般看起来是一副黑白图像
12、,但是色彩明暗度较二值图像更为丰富。因为每一个像素点的取值在0,1或0,255之间。灰度图像读入matlab中是一个二维的平面矩阵,其中行与列的乘积代表其图片中像素点的个数。表1-2 灰度图像的特征灰度图像图像数组大小:mn图像元素值:0,1色度矩阵:p3色度元素值:0,1图像数组大小:mn图像元素值:0,255色度矩阵:p3色度元素值:0,1图像数组大小:mn图像元素值:0,65535色度矩阵:p3色度元素值:0,1图1-2 灰度图像的色度元素值 3)二值图像:数据矩阵中的元素值只是0或1。读入matlab也是一个二维矩阵。二值图像读入matlab中也是一个二维的平面矩阵,但像素点取值只限于
13、0,1。 表1-3 二值图像的特征二值图像图像数组大小:mn图像元素值:0或1图像数组大小:mn图像元素值:0或1图1-3 二值图像的元素值4)RGB图像:图像中每个象素的颜色用三个数据来存储,分别指定红、绿、蓝三原色在象素颜色中的比例关系,组成一个三维数组,读入matlab后是一个三维的矩阵。 RGB图像就是采用红、绿、蓝作为三原色的,其中R为红色,G为绿色,B为蓝色。这样这个三维矩阵A就可以表示成一个彩色矩阵,也就是一张数字图像可以在matlab中读成一个矩阵A。这个三维矩阵的第一维就是上图中第一层代表红色数值,第二维为第二层代表绿色数值,第三维为第三层代表蓝色数值。也可以这样理解:将索引
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