matlab圖像處理與動畫制作

1、MATLABu 簡述圖像處理工具箱簡述u 圖像處理代數(shù)運(yùn)算幾何運(yùn)算圖像分析u 動畫制作單幅多幀圖像動畫制作多幅逐幀圖像動畫制作多幅逐幀圖像制作GIF2/16一、圖像處理工具箱簡述圖像處理工具箱以數(shù)字圖像處理理論為基礎(chǔ)，用MATLAB語言構(gòu)造出一系列用于圖像數(shù)據(jù)顯式與處理的函數(shù)。它可以實(shí)現(xiàn)：代數(shù)運(yùn)算；幾何運(yùn)算（縮放、剪裁等）；分析操作（邊緣檢測、四叉樹分解等）；增強(qiáng)操作（亮度、直方圖均衡、消噪）；圖像變換（離散余弦、傅里葉）；領(lǐng)域處理；形態(tài)學(xué)處理；彩色圖像處理等。圖像格式指的是存儲圖像文件采用的格式，有BMP、TIFF、JPEG、GIF、PCX、PSD、WMF等。圖像類型是指數(shù)組數(shù)值與像素顏色之

2、間定義的關(guān)系，它與圖像格式概念有所不同，MATLAB圖像工具箱一般有二值圖像、索引圖像、灰度圖像、RGB圖像。3/16二、圖像處理1、圖像代數(shù)運(yùn)算（1）加法：函數(shù)調(diào)用格式：Z=imadd(X，Y)實(shí)現(xiàn)：圖像+圖像，圖像+常數(shù)例:加法運(yùn)算I=imread(rice.png);K=imread(cameraman.tif);J=imadd(I,80);M=imadd(I,K);subplot(231);imshow(I);title(原圖);subplot(232);imshow(J);title(加標(biāo)量);subplot(234);imshow(I);title(原圖1);subplot(235

3、);imshow(K);title(原圖2);subplot(236);imshow(M);title(相加);4/16（2）減法：檢測圖像變化及運(yùn)動物體，作為許多圖像處理工作的準(zhǔn)備步驟。函數(shù)調(diào)用格式： Z = imsubtract(X,Y)實(shí)現(xiàn)：圖像-圖像，圖像-常數(shù)Z=imsubtract(a,b)%差值結(jié)果小于0的賦值為0，a和b大小相等Z=imabsdiff(a,b)%差值結(jié)果取絕對值例1：函數(shù)imsubtract()的應(yīng)用I=imread(1.tif);K=imread(2.tif);J=imsubtract(K,I);subplot(131);imshow(I);title(原圖1

4、);subplot(132);imshow(K);title(原圖2);subplot(133);imshow(J);title(相減);5/16例2：函數(shù)imabsdiff()的應(yīng)用I=imread(rice.png);K=imread(cameraman.tif);J=imsubtract(I,K);subplot(231);imshow(I);title(原圖1);subplot(232);imshow(K);title(原圖2);subplot(233);imshow(J);title(相減);J=imabsdiff(I,K);subplot(234);imshow(I);title(

5、原圖1);subplot(235);imshow(K);title(原圖2);subplot(236);imshow(J);title(相減);6/16（3）乘法：實(shí)現(xiàn)掩模操作，即屏蔽掉圖像的某些部分；實(shí)現(xiàn)縮放：一幅圖像乘以一個(gè)常數(shù)，如果使用的縮放因子大于1，那么將增強(qiáng)圖像的亮度，如果因子小于1則會使圖像變暗，效果優(yōu)于簡單添加像素偏移量。函數(shù)調(diào)用格式：Z = immultiply(X,Y)例1：函數(shù)immultiply()的應(yīng)用a=imread(lena.bmp); b=immultiply(a,a);c=immultiply(a,0.5);d=immultiply(a,1.5);subplo

6、t(323);imshow(a)title(原圖)subplot(322);imshow(b)title(自乘)subplot(324);imshow(c)title(乘0.5)subplot(326);imshow(d)title(乘1.5)7/16（4）除法：校正成像設(shè)備的非線性影響，這在特殊形態(tài)的圖像(如斷層掃描等醫(yī)學(xué)圖像)處理中常常用到。檢測兩幅圖像間的區(qū)別相應(yīng)像素值的變化比率，而不是每個(gè)像素的絕對差異，因而稱為比率變換。imdivide函數(shù)的調(diào)用格式：Z = imdivide(X,Y)例：函數(shù)imdivide()的應(yīng)用a=imread(lena.bmp);background=imo

7、pen(a,strel(disk,15);a1=imdivide(a,background);subplot(131);imshow(a);title(原始圖像);subplot(132);imshow(background);title(背景);subplot(133);imshow(a1);title(相除);8/162.圖像幾何運(yùn)算（1）旋轉(zhuǎn)：圖像旋轉(zhuǎn)函數(shù)imrotate調(diào)用格式：B = imrotate(A,angle,method)例：圖像旋轉(zhuǎn)a=imread(lena.bmp);a1=imrotate(a,-30);a2=imrotate(a,-45,bicubic);a3=imr

8、otate(a,-60,bilinear);subplot(141);imshow(a);subplot(142);imshow(a1);subplot(143);imshow(a2);subplot(144);imshow(a3);9/16（2）裁剪： 圖像裁剪函數(shù)imcrop調(diào)用格式：I=imcrop(X,rect)例：圖像裁剪a=imread(lena.bmp);a1=imcrop(a,100 100 300 200);subplot(221);imshow(a);subplot(222);imshow(a1);subplot(223);imshow lena.bmpI=imcrop;s

9、ubplot(224);imshow(I);10/163、圖像分析（1）直方圖均衡化灰度直方圖是灰度級的函數(shù)，它表示圖像中具有某種灰度級的像素的個(gè)數(shù)，反映了圖像中某種灰度出現(xiàn)的頻率。直方圖均衡化處理是把原始圖像的灰度直方圖從比較集中的某個(gè)灰度區(qū)間變成在全部灰度范圍內(nèi)的均勻分布。對圖像進(jìn)行非線性拉伸，重新分配圖像像素值，使一定灰度范圍內(nèi)的像素?cái)?shù)量大致相同，把給定圖像的直方圖分布改變成“均勻”分布直方圖分布。例：直方圖均衡化處理I=imread(pout.tif);J=histeq(I);%均衡subplot(221)imshow(I)title(原圖)subplot(222)imshow(J)t

10、itle(均衡化)subplot(223)imhist(I)title(原圖直方圖)subplot(224)imhist(J)title(均衡直方圖)11/16（2）圖像平滑圖像平滑的主要目的是減少圖像噪聲。圖像噪聲來自于多方面，有來自于系統(tǒng)外部的干擾（如電磁波或經(jīng)電源竄進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)部的外部噪聲），也有來自于系統(tǒng)內(nèi)部的干擾（如攝像機(jī)的熱噪聲，電器機(jī)械運(yùn)動而產(chǎn)生的抖動噪聲內(nèi)部噪聲）。實(shí)際獲得的圖像都因受到干擾而有噪聲，噪聲產(chǎn)生的原因決定了噪聲分布的特性及與圖像信號的關(guān)系。減少噪聲的方法可以在空間域或在頻率域處理。在空間域中進(jìn)行時(shí)，基本方法就是求像素的平均值或中值；在頻域中則運(yùn)用低通濾波技術(shù)。例：圖像

11、平滑處理I=imread(eight.tif);J=imnoise(I,salt & pepper,0.02); L=medfilt2(J,3 3); M=filter2(fspecial(average,5),J);subplot(334),imshow(I),title(原圖)subplot(335),imshow(J),title(加噪)subplot(333),imshow(L),title(中值濾波)subplot(339),imshow(uint8(M),title(鄰域平均)12/16（3）圖像銳化數(shù)字圖像處理中圖像銳化的目的有兩個(gè)：一是增強(qiáng)圖像的邊緣，使模糊的圖像變得清

12、晰起來；這種模糊不是由于錯(cuò)誤操作，就是特殊圖像獲取方法的固有影響。二是提取目標(biāo)物體的邊界，對圖像進(jìn)行分割，便于目標(biāo)區(qū)域的識別等。通過圖像的銳化，使得圖像的質(zhì)量有所改變，產(chǎn)生更適合人觀察和識別的圖像。例：圖像銳化處理I=imread(lena.bmp);h1=0 -1 0;-1 5 -1;0 -1 0;h2=-1 -1 -1;-1 9 -1;-1 -1 -1;a1=imfilter(I,h1);a2=imfilter(I,h2);subplot(131);imshow(I);title(原圖);subplot(132);imshow(a1);title(四鄰域);subplot(133);ims

13、how(a2);title(八鄰域);13/16三、動畫制作1、單幅多幀圖像陣列制作動畫多幀圖像是一個(gè)包含多個(gè)圖像的圖像文件。MATLAB支持的多幀圖像文件格式有HDF和TIFF兩種。文件一旦被讀入MATLAB中，多幀圖像的顯示幀數(shù)由第四維數(shù)值決定。調(diào)用montage函數(shù)可實(shí)現(xiàn)多幀圖像顯示。語法：montage(D,map)例：mri = uint8(zeros(128,128,1,27);%定義一個(gè)4維矩陣，用來存儲27幅核磁共振圖像 for frame=1:27%循環(huán)讀出多幀圖像中的每一幅圖像R(:,:,:,frame),map = imread(mri.tif,frame);endmon

14、tage(R,map);%多幀顯示mov=immovie(R,map);implay(mov,3)%3幀/秒14/162、多幅逐幀圖像制作動畫多幅逐幀圖像制作動畫，是將多幅圖像類型相同的靜幀圖像連接起來以動畫的形式輸出例：pic=dir(C:UsersComputerDesktop新建文件夾 (3)*.tif); %取文件的數(shù)量:num a=size(pic); num=a(1); for i=1:num im(:,:,:,i)=imread(strcat(num2str(i),.tif); imshow(im(:,:,:,i) M(i) = getframe;pause(0.2)end movie2avi(M,move.avi,FPS,3)% 3幀/秒15/163、多幅逐幀圖像制作GIF動畫filename= Fgif.gif; %你的gif文件的名字for i=1:15 str=sprintf(新建文件夾 (4)%d.png,i); Img=imread(str); figure(i); imshow(Img); frame=getframe(i);