matlab數(shù)字圖像處理

1、Matlab數(shù)字圖像處理1,2章學(xué)習(xí)總結(jié) 手動(dòng)輸入edit,建立.M文件。全選，F(xiàn)9運(yùn)行。創(chuàng)建灰度分布直方圖Who函數(shù)：列出當(dāng)前workspace的變量（簡(jiǎn)要）。Whos函數(shù)：列出當(dāng)前workspace的變量詳細(xì)信息。如示例中說(shuō)明圖像采用8位存儲(chǔ)方式，占用90300B的存儲(chǔ)空間。 histeq()將整個(gè)灰度值擴(kuò)展到整個(gè)灰度范圍，提高對(duì)比度。顯示灰度圖像灰度擴(kuò)展后圖像灰度擴(kuò)展后圖像與第一個(gè)直方圖相比，第二個(gè)直方圖要更長(zhǎng)而且平坦。直方圖均衡化把均衡化的圖像I2保存為PNG格式的圖像文件，用imfinfo函數(shù)觀察圖像文件信息，不可加分號(hào)。注：imopen函數(shù)：對(duì)圖像實(shí)現(xiàn)開(kāi)運(yùn)算。平滑圖像的輪廓，消弱狹

2、窄的部分，去掉細(xì)的突出。先腐蝕，后膨脹。 strel函數(shù)：構(gòu)造結(jié)構(gòu)元素。示例中可看做一個(gè)半徑為15的圓盤圖像。 surf函數(shù)：作曲面圖。 gca是當(dāng)前圖像坐標(biāo)軸句柄，ydir是y坐標(biāo)軸的方向?qū)傩?，reverse是設(shè)置y軸方向?qū)傩詾榉崔D(zhuǎn)。背景圖背景表面圖原始圖像從原始圖像中減去背景圖像注：imadjust函數(shù)調(diào)節(jié)圖像的對(duì)比度，stretchlim函數(shù)獲得圖像對(duì)比度拉伸范圍。使用閾值操作將圖像轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制圖像Bwlabel函數(shù)表示了二值圖像bw中的所有相關(guān)成分，并且返回在圖像中找到的對(duì)象個(gè)數(shù)。在bw數(shù)組中，0代表黑背景，1代表白。4表示上下左右四個(gè)方向。101個(gè)米粒。imcrop命令進(jìn)行交互式操作

3、，圖像內(nèi)拉出較小矩形并顯示已標(biāo)記的對(duì)象和部分背景內(nèi)的像素，根據(jù)選擇區(qū)域的不同，grain顯示的矩陣是不同的。偽彩色索引色圖像用label2rgb將其顯示為一副偽彩色的索引圖像第二章 圖像的編碼和解碼1.圖像壓縮編碼的必要性 圖像數(shù)字化之后，其數(shù)據(jù)量十分龐大。如果不進(jìn)行編碼壓縮處理，在圖像傳輸和存儲(chǔ)中所遇到的困難和成本之高是可想而知的。2.圖像壓縮編碼的可能性從信息論的角度來(lái)看，壓縮就是去掉信息中的冗余，即保留不確定的信息，去掉確定的信息（可推知的）。一副圖像存在著大量的數(shù)據(jù)冗余和主觀視覺(jué)冗余，所以圖像數(shù)據(jù)壓縮既是必要的，也是可能的。一般來(lái)說(shuō)，圖像數(shù)據(jù)中存在以下幾種冗余。（1）空域冗余（空間冗余

4、或幾何冗余）（2）時(shí)域冗余（針對(duì)視頻圖像，幀）（3）頻域冗余（針對(duì)變換編碼）（4）信息熵冗余（5）視覺(jué)冗余4.信息熵3.客觀保真度準(zhǔn)則和主觀保真度準(zhǔn)則（1）客觀保真度準(zhǔn)則：是原始圖像和解碼圖像之間的方均根誤差和方均根信噪比兩種。（2）主觀保真度準(zhǔn)則：以人的視覺(jué)效果進(jìn)行判斷。如可用-3，-2，-1,0,1,2,3來(lái)代表主觀評(píng)價(jià)很差，較差，稍差，相同，稍好，較好，很好。最大壓縮比Cmax約等于B/H定義壓縮比C=原始數(shù)據(jù)的平均比特率（B）/壓縮數(shù)據(jù)的平均比特率（H）方均信噪比方均根信噪比5.壓縮比6.冗余度香農(nóng)-范諾編碼香農(nóng)編碼屬于不等長(zhǎng)編碼。符號(hào) 出現(xiàn)次數(shù) 編碼 符號(hào) 出現(xiàn)次數(shù) 編碼A 10 0

5、 A 10 00B 8 0 B 8 01C 7 1 C 7 10D 5 1 D 5 11香農(nóng)-范諾編碼哈夫曼編碼（無(wú)損熵編碼）算術(shù)編碼（無(wú)損熵編碼）算術(shù)編碼是直接把整個(gè)輸入的消息編碼為一個(gè)數(shù)，一個(gè)滿足(0.0 n 1.0)的小數(shù)n，理論上可獲得最高壓縮率。整個(gè)信源表示為實(shí)數(shù)線上的01之間的一個(gè)區(qū)間，其長(zhǎng)度等于該序列的概率，再在該區(qū)間內(nèi)選擇一個(gè)代表性的小數(shù)，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制作為實(shí)際的編碼輸出。算術(shù)編碼：靜態(tài)算數(shù)編碼和自適應(yīng)算數(shù)編碼。靜態(tài)算數(shù)編碼中，信源符號(hào)的概率是固定的。自適應(yīng)算數(shù)編碼中，信源符號(hào)的概率根據(jù)編碼時(shí)符號(hào)出現(xiàn)的頻繁程度動(dòng)態(tài)的進(jìn)行修改，在編碼期間估算信源符號(hào)概率的過(guò)程叫做建模。行程編碼（無(wú)

6、失真）僅存儲(chǔ)一個(gè)像素值以及具有相同顏色的像素?cái)?shù)目的圖象數(shù)據(jù)編碼方式稱為行程編碼，或稱游程編碼，常用RLE（Run-Length Encoding）表示。RLE壓縮編碼尤其適用于計(jì)算機(jī)生成的圖形圖像，對(duì)減少存儲(chǔ)容量很有效果，尤其適用于二值圖。行程：把具有相同灰度值（顏色值）的一些像素序列稱為一個(gè)行程。例如：5555557777733322221111111 行程編碼為：（5，6）（7，5）（3，3）（2，4）（l，7）?？梢?jiàn)，行程編碼的位數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于原始字符串的位數(shù)。 行程編碼（無(wú)失真）預(yù)測(cè)編碼預(yù)測(cè)編碼是根據(jù)離散信號(hào)之間存在著一定關(guān)聯(lián)性的特點(diǎn)，利用前面一個(gè)或多個(gè)信號(hào)預(yù)測(cè)下一個(gè)信號(hào)進(jìn)行，然后對(duì)實(shí)際值

7、和預(yù)測(cè)值的差（預(yù)測(cè)誤差）進(jìn)行編碼。采用預(yù)測(cè)器以某種最小化的誤差方法對(duì)下一個(gè)樣本進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)編碼分為線性預(yù)測(cè)和非線性預(yù)測(cè)兩類。遵從均方誤差最小準(zhǔn)則，該準(zhǔn)則可在較高的壓縮比和一定的允許失真度之間尋求一個(gè)較理想的，可用的變換編碼方式。差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）（線性預(yù)測(cè)）原理：主要是基于圖像中相鄰元素間的數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的相關(guān)性，每個(gè)像素可以根據(jù)以前已知的幾個(gè)像素值進(jìn)行預(yù)測(cè)。在DPCM編碼中，編碼和傳輸?shù)牟皇窍袼刂当旧?，而是這個(gè)取樣值的預(yù)測(cè)值。非預(yù)測(cè)編碼線性預(yù)測(cè)編碼的基礎(chǔ)和前提是將整個(gè)圖像域視為一個(gè)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，其自相關(guān)系數(shù)與像素在圖像信源數(shù)據(jù)域中的位置無(wú)關(guān)。線性預(yù)測(cè)系數(shù)是一種近似條件下的常數(shù)，它忽

8、略了不同像素之間的個(gè)性條件，因此存在一些不足之處。非線性預(yù)測(cè)則充分考慮了圖像的統(tǒng)計(jì)特性和圖像信源數(shù)據(jù)的個(gè)別變化情況，即力求使預(yù)測(cè)系數(shù)與圖像的實(shí)際局部特性相一致，通過(guò)使預(yù)測(cè)系數(shù)隨預(yù)測(cè)條件變化，從而進(jìn)一步提高壓縮編碼的性能。圖像的變換編碼變換編碼主要包括DFT變換，K-L變換，WHT變換，DCT變換和小波變換編碼等?；驹恚簩⒖沼蛑忻枋龅膱D像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)某種變換，轉(zhuǎn)換到新的變換域中進(jìn)行描述，在變換域中達(dá)到改變能量分布的目的，將圖像能量在空間域的分散分布，變?yōu)樵谧儞Q域中的相對(duì)集中分布，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信源圖像數(shù)據(jù)的有效壓縮。正交變換：是一種數(shù)據(jù)處理手段，它將被處理的圖像信源數(shù)據(jù)按照正交變換規(guī)則映射到另一個(gè)域處理。圖像數(shù)據(jù)正交變換后不改變信源的熵值，圖像的信息量沒(méi)有損失，但是數(shù)據(jù)的分布規(guī)律發(fā)生了很大的改變，像素之間的相關(guān)性下降。數(shù)據(jù)壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)JPEG , MPEG , H.261標(biāo)準(zhǔn)等。JPEG是Joint Photographic Experts Group（聯(lián)合圖像專家小組）的縮寫。JPEG專家組開(kāi)發(fā)了兩種基本的壓縮算法，一種是以離散余弦變換DCT為基礎(chǔ)的有損壓縮算法；另一種是以預(yù)測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)的