实验报告数字图像的基本操作

一、实验目的

1. 了解Matlab的基本功能及操作方法
2. 练习图像读写和显示函数的使用方法
3. 掌握如何利用MATLAB来获取图像的大小、颜色、高度、宽度等等相关信息
4. 熟悉常用的图像文件格式与格式转换；

二、实验环境

1. PC计算机
2. MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)
3. 实验所需要的图片

• 实验原理

一幅数字图像在Matlab中用一个矩阵来表示，对数字图像进行处理，实质上就是对特定的图像矩阵进行变换的过程   

Imread()函数

imread是计算机语言中的一个函数，用于读取图片文件中的数据。在matlab的命令窗口中输入doc imread或者help imread即可获得该函数的帮助信息。

使用方法：i=imread('E:\ins风\pikaqiu.tif')

Whos（）函数

whos用于列出当前工作空间中所有变量，以及它们的名字、尺寸（比如数组的行列维数）、所占字节数、属性等信息。这些信息都显示在工作空间窗口中。

使用方法：whos i

Imshow（）函数

imshow是 matlab 中显示图像的函数，在matlab的命令窗口中输入doc imshow或者help imshow即可得到关于该函数的帮助信息。 用指定的灰度范围 [low high]显示 灰度图像 I。 显示结果，图像中灰度值等于或低于low的都将用黑色显示，而灰度值大于等于high的都显示为白色，介于low和high之间的用其灰度级的默认值的中间色调显示。

使用方法：imshow (i)

Size（）函数

size (A)函数是用来求矩阵的大小的。. 如果在size函数的输入参数中再添加一项n，并用1或2为n赋值，则 size将返回矩阵的行数或列数。. 其中r=size (A,1)该语句返回的是矩阵A的行数， c=size (A,2) 该语句返回的是矩阵A的列数.

使用方法：A=size(i)

Imfinfo函数

imfinfo是MATLAB函数，在图像处理中，该函数用于获取一张图片的具体信息

使用方法：imfinfo('E:\ins风\pikaqiu.tif')

Imwrite函数

将图片写入到指定文件夹，或者将一个数组转换成图片并写入到指定文件夹

使用方法：imwrite(i,'E:\ins\yasuopikaqiu.jpg','quality',10)

Subplot函数

subplot是 MATLAB 中的 函数 ，是将多个图画到一个平面上的工具。 在matlab的命令窗口中输入doc subplot或者help subplot即可获得该函数的帮助信息。 subplot是 MATLAB 中的函数。 使用方法：subplot（m,n,p）或者subplot（m n p）。 subplot是将多个图画到一个平面上的工具。 其中，m表示是图排成m行，n表示图排成n列，也就是整个figure中有n个图是排成一行的，一共m行，如果m=2就是表示2行图。 p表示图所在的位置，p=1表示从左到右从上到下的第一个位置。 在matlab的命令窗口中输入doc subplot或者help subplot即可获得该函数的帮助信息

使用方法：subplot(2,2,1)

Figure函数

MATLAB中可以通过figure函数创建多个图形窗口对象来安置和显示各种句柄图形对象，其调用格式如下。 ·h0=figure (属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，…)：按指定的属性来创建图形窗口。 ·不带参数的figure函数可以创建一个新的图形窗口，并将其设为当前图形窗口， MATLAB一般返回一个整数数值作为该图形窗口的句柄。

使用方法：subplot(2,2,2)

figure(1)

Im2bw函数

matlab中DIP工具箱函数im2bw使用阈值（threshold）变换法把 灰度图像 （grayscale image）转换成 二值图像 。

使用方法：z=im2bw(y)

rgb2gray函数

将真彩色图像转换为灰度图像。 有关此函数的更多帮助信息，请在matlab命令窗口中键入docrgb2gray或helprgb2gray。 调用方法：I=rgb2gray（RGB）将真彩色RGB图像转换为灰色图像。 （RGB不变）NewMap=rgb2gray（map）返回灰度调色板。

使用方法：RGB = imread('E:\ins风\rose.jpg');%将图像读入工作区

mysize=size(RGB)

Y = rgb2gray(RGB);%将图像灰度化

mysize=size(Y)

imshow(Y)%显示灰度图像

imwrite(Y,'E:\ins风\rose1.jpg')

Title函数

在MATLAB中，title函数用来为图像设置标题，其中，title函数也可以设置标题的大小，位置等。

使用方法：title('灰度图片')

• 实验图像

 

 

五、实验步骤和结果

1. 利用imread( )函数读取一幅图像，假设其名为flower.tif，存入一个数组中；

i=imread('E:\ins风\pikaqiu.tif')

 

1. 利用whos 命令提取该读入图像flower.tif的基本信息；

whos i

1. 利用imshow()函数来显示这幅图像；

imshow (i)

 

 

 

1. 利用size函数得到图像的行列数；

A=size(i)

  

1. 用imfinfo函数来获取图像文件的压缩，颜色等等其他的详细信息；

imfinfo('E:\ins风\pikaqiu.tif')

 

 

1. 利用imwrite()函数来压缩这幅图象，将其保存为一幅压缩了像素的jpg文件,设为flower.jpg；语法：imwrite(原图像，新图像，‘quality’, q), q取0-100。

imwrite(i,'b.jpg','quality',10)

 

1. 同样利用imwrite()函数将最初读入的tif图象另存为一幅bmp图像，设为flower.bmp。

 

*此处寻得一张图片，将其转换为灰度图片，具体实现如下：

 

 

 

1. 用im2bw将一幅灰度图像转化为二值图像，并且用imshow显示出来观察图像的特征。

 

 

1. 将多幅图像显示在一个页面中

 

  

1. 为显示的图像添加图名

 

注意：将每一步的函数执行语句和实验结果写入实验报告。

六、实验思考

通过自编写Matlab的系统函数了解了函数内部的具体实现，对图像类型转换、代数原运算的原理加深理解；

后通过查阅资料发现代数运算还能够达到去除背景、降噪，图像增强等效果，不过在实验过程中没有去实现。所以实验原理虽然不是很复杂，但如果从其他角度来思考，简单的运算可以实现的功能可以有很多，还需要在之后的实验中加强思考能力。