实验一：基于GUI的图像文件读写操作

2023-05-16

一、实验目的及要求：

二、实验预习部分

三、实验内容及步骤

数字图像处理完整MATLAB代码在我的资源可以看到，为方便下载，下面是百度网盘资源：

链接：https://pan.baidu.com/s/17S7PZJwwvb3PFMFVxqEY5w
提取码：HUAT

一、实验目的及要求：

1．熟悉MATLAB环境，能够建立一个图像处理系统的GUI界面。

2．掌握如何打开一幅常见位图文件，明确MATLAB中能够处理哪些位图文件。

3．掌握如何在MATLAB中保存一幅位图文件，另存为其他格式的文件，掌握图像文件之间的相互转化方法。

4．在MATLAB进行系统的打印，退出，帮助等操作。

5．掌握如何利用MATLAB来获取位图文件的大小、颜色、高度、宽度等相关信息。

二、实验预习部分

1. 熟悉MATLAB环境，学习以下内容。

1.1 《MATLAB图形用户界面设计》文件中至少学习“图形用户界面设计工具的启动”部分的内容，“图形用户界面设计窗口”部分的“菜单编辑器部分”部分内容，“对话框设计”部分的“文件打开对话框”、“文件保存对话框”、“打印设置对话框”、“打印预览对话框”、“打印对话框”部分。可以建立一个基于菜单的GUI界面或者菜单与控件共存的GUI界面。

1.2 《Matlab图像处理教程简易教程》中学习 “图像的读取和显示”部分所列的四个内容。

2.学习并记录下列matlab命令的功能及用法

1）imread()

功能：用于读取图片文件中的数据

用法：A = imread(filename,fmt)

2）imshow()

功能：显示图像的函数

用法：imshow(I,n)

3) whos（）

功能：用于列出当前工作空间中所有变量，以及它们的名字、尺寸(比如一个矩阵或数组的行列维数)、所占字节数、属性等信息。这些信息都显示在matlab中的workspace窗口中。

用法：whos(variable_list)

4) imfinfo()

功能：在图像处理中，该函数用于获取一张图片的具体信息。这些具体信息包括图片的格式、尺寸、颜色数量、修改时间等等

用法：info = imfinfo(filename,fmt)

5) imwrite()

功能：用于将图像数据写入到图像文件中，存储在磁盘上

用法：imwrite(A,filename,fmt)

6）im2bw()

功能：使用阈值(threshold)变换法把灰度图像(grayscale image)转换成二值图像

用法：BW = im2bw(I, level)

三、实验内容及步骤

1.创建一个基于菜单或者菜单与控件共存的GUI界面，命名为：数字图像处理实验_班级_姓名。界面中除了必需的菜单项之外，可以添加功能控件，背景颜色，背景音乐等个性化的选项，运行创建好的界面结果。

此处的代码较多，上传较为复杂，暂不打算开放，需要运行结果图可以私信我。

2. 文件格式转化

1）打开一幅图像（如1.jpg），存入一个数组中；

2）显示图像如下；

%注意，你需要先下载一张你喜欢的图片
close all; %关闭当前所有图形窗口
clear all; %清空工作空间变量
clc; %清屏
[filename, pathname] = uigetfile( ...
{'*.bmp;*.jpg;*.png;*.jpeg', 'Image Files (*.bmp, *.jpg, *.png,*.jpeg)'; ...
'*.*', 'All Files (*.*)'}, ...
'Pick an image');
if isequal(filename,0) || isequal(pathname,0)
return;
end
fpath=[pathname filename];
img_src=imread(fpath);
whos img_src;
imshow(img_src);

3）用whos 命令提取该读入图像的基本信息，并记录：

图像基本信息：

%此处代码同上，只是操作不同
close all; %关闭当前所有图形窗口
clear all; %清空工作空间变量
clc; %清屏
[filename, pathname] = uigetfile( ...
{'*.bmp;*.jpg;*.png;*.jpeg', 'Image Files (*.bmp, *.jpg, *.png,*.jpeg)'; ...
'*.*', 'All Files (*.*)'}, ...
'Pick an image');
if isequal(filename,0) || isequal(pathname,0)
return;
end
fpath=[pathname filename];
img_src=imread(fpath);
whos img_src;
imshow(img_src);

4）用imwrite()函数将最初读入的jpg图像另存为一幅bmp图像,设为2.bmp。

close all; %关闭当前所有图形窗口
clear all; %清空工作空间变量
clc; %清屏
[filename, pathname] = uigetfile( ...
{'*.bmp;*.jpg;*.png;*.jpeg', 'Image Files (*.bmp, *.jpg, *.png,*.jpeg)'; ...
'*.*', 'All Files (*.*)'}, ...
'Pick an image');
if isequal(filename,0) || isequal(pathname,0)
return;
end
fpath=[pathname filename];
img_src=imread(fpath);
imwrite(img_src,'C:\Users\A\Desktop\picture\2.bmp');
imwrite(img_src,'C:\Users\A\Desktop\picture\3.tif');
%注意上面的imwrite中的地址是保存图片的地址，你需要根据你自己的需要修改这个路径（也就是你想把这张照片保存的地址）

5）用imwrite()函数将图像另存为一幅tif图像,设为3.tif。

6）分别读入三幅图像：1.jpg、 2.bmp和3.tif；

%注意imread里的路径需要根据你的需要进行修改
close all; %关闭当前所有图形窗口
clear all; %清空工作空间变量
clc; %清屏
img_src1=imread('C:\Users\A\Desktop\picture\1.jpg');
img_src2=imread('C:\Users\A\Desktop\picture\2.bmp');
img_src3=imread('C:\Users\A\Desktop\picture\3.tif');
subplot(221),imshow(img_src1);
subplot(222),imshow(img_src2);
subplot(223),imshow(img_src3);

7）用imfinfo 命令提取该读入图像1.jpg、2.bmp和3.tif的基本信息，并记录：

1.jpg文件信息 : 2.bmp文件信息 3.tif文件信息

%同样注意路径问题
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clear all; %清空工作空间变量
clc; %清屏
info1=imfinfo('C:\Users\A\Desktop\picture\1.jpg');
info2=imfinfo('C:\Users\A\Desktop\picture\2.bmp');
info3=imfinfo('C:\Users\A\Desktop\picture\3.tif');

9）比较三幅图像jpg文件、bmp文件和tif文件的大小，比较并解释文件大小不同的原因

文件类型	bmp文件	jpg文件	tif文件
文件大小	360054	21813	297670

3种文件大小不同的原因：

JPEG文件用有损压缩方式去除冗余的图像和彩色数据；tif是一种压缩图片格式，但是压缩比很低，所以和bmp并差不了多少；bmp格式，标准的位图格式,完全不压缩，体积极大。因此，对于同一图片的不同格式文件大小顺序为：JPEG<tif<bmp

10）同时将1.jpg ，2.bmp，和3.tif显示出来，观察几幅图像有无差异，若有请分析差异原因。

2.Bmp、3.tif两幅图片差异不大，因为这两种格式储存图片的保真度都很大，而1.jpg图片的失真度较大，这与三种格式储存图片数据的方法有关。

3.图像特征分析

1)读取一幅彩色图像存为img，分别用以下两种方法来获取单色图像；

a用函数rgb2gray(img)将其转换为灰度图像；显示该灰度图象；

b用r=img（：，：，1）或g=img（：，：，2）或b=img（：，：，3）可以获取彩色图像的红、绿、蓝单色图像，为便于分析可以根据实际的图选择用哪个单色图像；并显示得到的单色图像；

%注意路径问题！！！重要的事情说三遍！！！
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clear all; %清空工作空间变量
clc; %清屏
img=imread("C:\Users\A\Desktop\picture\1.jpg");
gray=rgb2gray(img);
r=img(:,:,1);
g=img(:,:,2);
b=img(:,:,3);
subplot(221),imshow(gray);
subplot(222),imshow(r);
subplot(223),imshow(g);
subplot(224),imshow(b);

2) 用imhist()函数分别显示灰度图像的直方图和一幅单色图像的直方图，观察直方图，找出图像分割的位置点；

%注意路径问题！！！重要的事情说三遍！！！
close all; %关闭当前所有图形窗口
clear all; %清空工作空间变量
clc; %清屏
img=imread("C:\Users\A\Desktop\picture\1.jpg");
gray=rgb2gray(img);
r=img(:,:,1);
% g=img(:,:,2);
% b=img(:,:,3);
subplot(221),imshow(gray);
subplot(222),imshow(r);
% subplot(223),imshow(g);
% subplot(224),imshow(b);
subplot(223),imhist(gray);
subplot(224),imhist(r);
% subplot(221),imhist(g);
% subplot(222),imhist(b);

3）设定两个不同的阈值，用im2bw将一幅灰度图像转化为二值图像，显示不同阈值二值化后的图像；

%注意路径问题
close all; %关闭当前所有图形窗口
clear all; %清空工作空间变量
clc; %清屏
img=imread("C:\Users\A\Desktop\picture\1.jpg");
gray=rgb2gray(img);
bw1=im2bw(gray,0.3);
bw2=im2bw(gray,0.8);
subplot(221),imshow(bw1);
subplot(222),imshow(bw2);

4．记录上述每一步的函数执行语句，写入实验报告。

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