MATLAB图像函数查询使用手册(含DVD光盘1张)

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杨杰 著
图书标签:
  • MATLAB
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121323461
版次:1
商品编码:12157369
包装:平装
丛书名: MATLAB仿真应用精品丛书
开本:16开
出版时间:2017-08-01
用纸:胶版纸
页数:468
字数:748800
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书可作为MATLAB图像处理工作者的参考用书。

本书从实用角度出发,详细介绍MATLAB各种图像处理函数,包括图像显示、绘图、图像类型转换、图像用户界面、空间变换、图像统计、图像代数运算、图像增强、去模糊、滤波变换、形态学操作、块与邻域操作、色彩空间变换函数等。

内容简介

MATLAB图像处理工具箱是目前*流行的图像处理工具之一,其函数能有效地实现各种图像算法。本书从实用角度出发,详细介绍MATLAB各种图像处理函数,包括图像显示、绘图、图像类型转换、图像用户界面、空间变换、图像统计、图像代数运算、图像增强、去模糊、滤波变换、形态学操作、块与邻域操作、色彩空间变换函数等。为加深读者对MATLAB图像处理应用的认识,书中列举了8个MATLAB图像处理应用综合实例。本书写作结构清晰、解释翔实、实例丰富。随书赠送的DVD光盘中附有大量教学视频,方便读者学习与提高。本书可作为MATLAB图像处理工作者的参考用书。

作者简介

国防科学技术大学博士,大学教师。从事智能算法应用、有限元仿真、惯性器件加工研究工作,参与过多个智能与仿真项目的开发,熟悉各种工程计算、有限元仿真以及图像处理软件,精通MATLAB软件应用,有丰富的教学和开发经验。

目录

目  录

第1章 图像显示与图像文件输入/输出函数 1
1.1 图像显示函数 1
1.1.1 immovie―创建视频结构数组 1
1.1.2 implay―在视频播放工具中播放视频 2
1.1.3 imshow―显示图像 3
1.1.4 colorbar―显示颜色条 7
1.1.5 imtool―显示图像工具 8
1.1.6 montage―在矩形框中显示多帧图像序列 11
1.1.7 subimage―在图形窗口或窗口的分区中显示图像 14
1.1.8 warp―将图像显示到纹理映射表面 16
1.1.9 image―显示图像对象 17
1.1.10 movie―播放视频 19
1.1.11 line―创建线条 22
1.2 图像文件输入/输出函数 25
1.2.1 imwrite―把图像写入图形文件中 25
1.2.2 imread―从图像文件中读取图像 26
1.2.3 analyze75info―从analyze7.5数据集头文件中读取信息 30
1.2.4 analyze75read―读取analyze7.5数据 30
1.2.5 dicomanon―修改DICOM文件 31
1.2.6 dicomdict―获得DICOM数据目录 31
1.2.7 dicominfo―从DICOM文件中读取元数据信息 32
1.2.8 dicomlookup―寻找DICOM文件的属性 34
1.2.9 dicomread―从DICOM文件中读取图像 34
1.2.10 dicomuid―生成DICOM文件标识符 35
1.2.11 dicomwrite―把图像写入DICOM文件 36
1.2.12 getframe―获取动画帧 37
1.2.13 imfinfo―返回图形文件的信息 39
1.2.14 hdrread―读取HDR图像 41
1.2.15 hdrwrite―将HDR图像写入文件 41
1.2.16 interfileinfo―从Interfile文件中读取图像信息 43
1.2.17 interfileread―从Interfile文件中读取图像 43
1.2.18 makehdr―创建HDR图像 43
1.2.19 nitfinfo―从NITF文件中读取元数据信息 45
1.2.20 nitfread―从NITF文件中读取图像 46
第2章 图形绘制 47
2.1 MATLAB二维图形绘制 47
2.1.1 plot―绘制二维平面图 47
2.1.2 figure―创建图形窗口 51
2.1.3 subplot―分区绘图 53
2.1.4 set―设置图像属性 57
2.1.5 axis―设置坐标轴 59
2.1.6 xlabel/ylabel/zlabel―添加坐标轴标注 61
2.1.7 title―添加图名 62
2.1.8 legend―添加图例 64
2.1.9 hold―图形保持 67
2.1.10 ginput―获取指定点坐标值 68
2.1.11 semilogx/semilogy―设置x/y轴单对数坐标轴 69
2.1.12 loglog―设置双对数坐标 71
2.1.13 fill―图形填充 71
2.1.14 bar/barh―条形图 72
2.1.15 pie―圆饼图 75
2.1.16 stairs―阶梯图 75
2.1.17 hist―直方图 76
2.1.18 rose―角度直方图 77
2.1.19 stem―离散序列数据杆状图 78
2.1.20 errorbar―误差棒形图 79
2.1.21 compass―罗盘图 79
2.1.22 feather―羽毛图(速度向量图) 81
2.1.23 polar―极坐标图 81
2.1.24 zoom―图形缩放 82
2.1.25 clf―清除当前图形窗口 86
2.1.26 contourf―绘制二维等高线图 86
2.2 三维图形绘制 87
2.2.1 plot3―绘制三维图 87
2.2.2 surf―绘制三维阴影曲面图 89
2.2.3 mesh―绘制参数网状表面图 90
2.2.4 view―设置三维图形视图 92
2.2.5 contour―绘制曲面等高线 94
2.2.6 contour3―绘制三维等高线 95
2.2.7 waterfall―绘制瀑布图 96
2.2.8 quiver―绘制箭袋图 97
2.2.9 fill3―填充三维图 98
2.2.10 clabel―标注等高线高度 99
2.2.11 pcolor―绘制伪彩色图 101
2.2.12 meshgrid―转换区域为数组 103
2.2.13 pie3―三维圆饼图 104
2.2.14 comet3―绘制三维彗星图 104
2.2.15 surfl―绘制带光照模式的三维曲面图 105
2.2.16 sphere―三维球体 106
2.2.17 cylinder―三维圆柱图 107
2.2.18 light―光照处理 109
2.2.19 hidden―设置或取消隐藏线模式 109
2.3 流场图绘制 110
2.3.1 coneplot―流锥图 110
2.3.2 streamline―流线图 112
2.3.3 streamtube―流管图 113
2.3.4 streamribbons―流带图 115
第3章 图像类型和类型转换 117
3.1 demosaic―将Bayer模式编码图像转换为真彩色RGB图像 117
3.2 hsv2rgb―转换HSV值为RGB颜色表 118
3.3 rgb2hsv―转换RGB值为HSV颜色空间 118
3.4 tonemap―将HDR图像转换为RGB图像 118
3.5 dither―通过抖动增加颜色外观分辨率、转换图像 119
3.6 gray2ind―把灰度图像或二值图像转换为索引图像 120
3.7 grayslice―使用多级阈值将灰度图像转换为索引图像 121
3.8 graythresh―全局图像阈值 122
3.9 im2bw―转换为二值图像 123
3.10 double―双精度转换 125
3.11 im2double―将图像矩阵转换为双精度类型 125
3.12 im2int16―将图像矩阵转换为16位有符号整数类型 128
3.13 im2java2d―将图像矩阵转换为Java缓冲图像 130
3.14 im2single―将图像矩阵转换为单精度类型 132
3.15 uint8―转换数据为8位无符号整型 135
3.16 uint16―转换数据为16位无符号整型 135
3.17 im2uint16―将图像矩阵转换为16位无符号整数类型 136
3.18 im2uint8―将图像矩阵转换为8位无符号整数类型 139
3.19 ind2gray―将索引图像转换为灰度图像 142
3.20 ind2rgb―将索引图像转换为真彩色图像 142
3.21 label2rgb―将标注矩阵转换为真彩色图像 143
3.22 mat2gray―将矩阵转换为灰度图像 144
3.23 rgb2gray―将真彩色RGB图像转换为灰度图像 145
3.24 rgb2ind―将真彩色图像转换为索引图像 147
第4章 图形用户界面工具 148
4.1 imcontrast―创建图像对比工具 148
4.2 imageinfo―创建图像信息工具 149
4.3 imdisplayrange―创建像素值范围显示工具 150
4.4 imdistline―创建图像距离工具 151
4.5 impixelinfo―创建像素信息工具 152
4.6 impixelinfoval―创建像素信息工具(无文本标注) 154
4.7 impixelregion―创建像素区域工具 155
4.8 impixelregionpanel―创建像素区域工具面板 156
4.9 immagbox―创建缩放文本框 157
4.10 imoverview―在另外一个窗口中创建图像概览显示工具 157
4.11 imoverviewpanel―在同一个窗口中创建图像概览显示工具 158
4.12 imscrollpanel―在图像窗口中显示滚动条 159
4.13 axes2pix―将轴坐标转换为像素坐标 160
4.14 getimage―坐标轴下的图像数据 161
4.15 getimagemodel―获取图像模型的信息 163
4.16 imattributes―获取图像信息 164
4.17 imellipse―创建可变形的椭圆 166
4.18 imfreehand―使用鼠标创建图形区域 168
4.19 imgca―获取当前图像坐标轴的句柄 168
4.20 imgcf―获取当前图形窗口的句柄 170
4.21 imgetfile―创建打开图像对话框 170
4.22 imhandles―获取当前图形窗口的图像句柄 171
4.23 imline―创建可变形的线段 173
4.24 impoint―创建可拖动的点 175
4.25 impoly―创建可变形多边形 177
4.26 imrect―创建可变形矩形 179
4.27 iptaddcallback―在调用列表中添加函数句柄 181
4.28 iptcheckhandle―检查句柄的有效性 182
4.29 iptgetapi―获取句柄的应用程序接口信息 183
4.30 iptGetPointerBehavior―获得鼠标行为结构 184
4.31 ipticondir―返回IPT和MATLAB图标的路径 185
4.32 iptPointerManager―创建鼠标管理器 187
4.33 iptremovecallback―在回调列表中删除函数句柄 187
4.34 iptSetPointerBehavior―设置鼠标行为结构 188
4.35 iptwindowalign―重排图形窗口 191
4.36 Makeconstraintorectfcn―创建可拉伸矩形约束函数 193
4.37 truesize―调整图像显示比例 194
第5章 空间变换和图像配准 195
5.1 空间变换 195
5.1.1 checkerboard―创建棋盘图像 195
5.1.2 findbounds―寻找空间变换的输出边界 196
5.1.3 fliptform―空间变换结构输入/输出互换 197
5.1.4 imcrop―图像剪切 198
5.1.5 impyramid―对图像进行成倍放大或缩小 201
5.1.6 imresize―对图像进行成比例放大或缩小 202
5.1.7 imrotate―对图像进行旋转 204
5.1.8 imtransform―对图像进行二维空间变换 206
5.1.9 makeresampler―创建重采样结构 210
5.1.10 maketform―创建空间变换结构 211
5.1.11 tformarray―对多维数组进行空间变换 212
5.1.12 tformfwd―应用前向空间变换 213
5.1.13 tforminv―应用逆空间变换 214
5.2 图像配准 215
5.2.1 cp2tform―从控制点对转变生成空间变换结构 215
5.2.2 cpcorr―使用互相关调整控制点位置 217
5.2.3 cpselect―控制点选择工具 218
5.2.4 cpstruct2pairs―将空间变换结构转变成有效的控制点对 221
5.2.5 normxcorr2―归一化二维互相关 223
第6章 图像分析和统计 225
6.1 bwboundaries―二值图像区域边界跟踪 225
6.2 bwtraceboundary―二值图像跟踪目标 228
6.3 edge―寻找灰度图像的边界 229
6.4 hough―计算Hough变换,用来检测直线 235
6.5 houghlines―根据Hough变换提取线段 236
6.6 houghpeaks―计算Hough变换的峰值 238
6.7 qtdecomp―四叉树分解 239
6.8 qtgetblk―获取四叉树分解中的块值 241
6.9 qtsetblk―设定四叉树分解中的块值 243
6.10 entropy―计算灰度图像的熵 243
6.11 entropyfilt―灰度图像的局部熵 244
6.12 graycomatrix―创建灰度共生矩阵 245
6.13 graycoprops―灰度共生矩阵的属性 245
6.14 rangefilt―计算图像的局部范围 246
6.15 stdfilt―计算图像的局部标准差 248
6.16 corr2―计算两个矩阵的互相关系数 248
6.17 imcontour―创建图像等高线图 249
6.18 imhist―创建图像直方图 250
6.19 impixel―获取图像像素值 253
6.20 improfile―创建图像强度曲线 254
6.21 mean2―计算矩阵的均值 257
6.22 regionprops―计算图像的局部性质 258
6.23 std2―计算矩阵的标准差 259
第7章 图像代数运算 261
7.1 imabsdiff―两幅图像差的绝对值 261
7.2 imadd―图像的和运算 262
7.3 imcomplement―图像求补 264
7.4 imdivide―图像的除运算 266
7.5 imlincomb―图像的线性运算 268
7.6 immultiply―图像的乘运算 270
7.7 imsubtract―图像的差运算 272
第8章 图像增强 273
8.1 decorrstretch―使用去相关拉伸增强图像 273
8.2 adapthisteq―有限对比度自适应直方图均衡化 274
8.3 histeq―直方图均衡化 275
8.4 imadjust―调整图像灰度值或颜色映像表 277
8.5 imnoise―在图像上加噪声 279
8.6 intlut―使用查询表转换为整数值 280
8.7 medfilt2―二维中值滤波 281
8.8 ordfilt2―二维排序统计滤波 284
8.9 stretchlim―寻找像素值范围 285
8.10 wiener2―二维维纳滤波 286
8.11 contrast―调整灰色对比度 287
第9章 图像去模糊 289
9.1 deconvwnr―使用维纳滤波器对图像进行去模糊 289
9.2 deconvreg―使用规则化滤波器对图像进行去模糊 290
9.3 deconvlucy―使用Lucy-Richardson方法对图像进行去模糊 293
9.4 deconvblind―使用盲解卷积对图像进行去模糊 295
9.5 edgetaper―对图像边缘进行模糊处理 297
9.6 otf2psf―将光学转换函数转换成点扩散函数 297
9.7 psf2otf―将点扩散函数转换成光学转换函数 298
第10章 线性滤波和变换 300
10.1 convmtx2―计算二维卷积矩阵 300
10.2 filter2―进行二维线性滤波操作 301
10.3 fspecial―创建二维滤波器 302
10.4 imfilter―对图像进行滤波 303
10.5 freqz2―二维频率响应 305
10.6 fsamp2―用频率抽样法设计二维FIR滤波器 306
10.7 ftrans2―使用频率变换设计二维FIR滤波器 307
10.8 fwind1―用一维窗口法设计二维FIR滤波器 308
10.9 fwind2―用二维窗口法设计二维FIR滤波器 309
10.10 dct2―设计二维离散余弦变换 310
10.11 dctmtx―计算离散余弦变换矩阵 312
10.12 fan2para―将扇形投影转换为平行投影 313
10.13 fanbeam―计算Fan-beam变换 314
10.14 idct2―计算二维离散余弦逆变换 316
10.15 ifanbeam―计算Fan-beam逆变换 317
10.16 iradon―计算Radon逆变换 318
10.17 para2fan―将平行投影转换为扇形投影 319
10.18 phantom―创建头骨幻影图像 321
10.19 radon―计算Radon变换 321
10.20 fft2―进行二维快速傅里叶变换 322
10.21 fftn―进行N维快速傅里叶变换 323
10.22 ifft2―计算二维快速傅里叶反变换 324
10.23 ifftn―计算N维快速傅里叶反变换 325
10.24 conv2―进行二维卷积操作 326
10.25 convn―计算N维卷积 328
10.26 fftshift―把快速傅里叶变换的DC组件移到频谱中心 328
10.27 freqspace―确定频率响应的频率间隔 329
第11章 形态学操作 330
11.1 imbothat―进行Bottom-hat滤波 330
11.2 conndef―创建连通矩阵 331
11.3 imclearborder―去除图像边界 332
11.4 imclose―进行形态学闭运算 334
11.5 imdilate―进行膨胀操作 334
11.6 imerode―进行腐蚀操作 336
11.7 imextendedmax―进行扩展极大值变换 338
11.8 imextendedmin―进行扩展极小值变换 338
11.9 imfill―进行填充操作 339
11.10 imhmax―进行H-极大值变换 341
11.11 imhmin―进行H-极小值变换 343
11.12 imimposemin―在原始图像上强置最小值 344
11.13 imopen―进行形态学开运算 346
11.14 imreconstruct―进行形态学重建 346
11.15 imregionalmax―计算局部极大值区域 347
11.16 imregionalmin―确定局部极小值区域 348
11.17 imtophat―进行Top-hat滤波 349
11.18 watershed―分水岭变换 350
11.19 applylut―二值图像中使用查询表进行邻域操作 352
11.20 bwarea―计算二值图像中目标的面积 353
11.21 bwareaopen―移除小目标 353
11.22 bwdist―二值图像的距离变换矩阵 354
11.23 bweuler―确定二进制图像欧拉数 357
11.24 bwhitmiss―二值击中击不中操作 358
11.25 bwlabel―标注二值图像中的目标物体 359
11.26 bwlabeln―标注多维二值图像中的目标物体 360
11.27 bwmorph―形态学操作通用函数 362
11.28 bwpack―二值图像压缩,用来加快形态学操作的速度 364
11.29 bwperim―确定图像目标边界 364
11.30 bwselect―选择二值图像中的目标对象 365
11.31 bwulterode―二值图像的无穷腐蚀 367
11.32 bwunpack―二值图像解压缩,用来加快形态学操作的速度 368
11.33 makelut―创建查询表 369
11.34 getheight―返回结构元素的高度 370
11.35 getneighbors―返回结构元素的相对位置和高度 370
11.36 getnhood―返回结构元素的邻域 371
11.37 getsequence―分解的结构元素序列 372
11.38 isflat―是否为平面结构元素 373
11.39 reflect―关于中心对称的结构元素 374
11.40 strel―创建结构元素对象 374
11.41 translate―平移结构元素对象 377
第12章 图像的块和邻域处理 379
12.1 poly2mask―将感兴趣区域转换为掩膜区域 379
12.2 roicolor―根据颜色选择感兴趣区域 380
12.3 roifill―在图像指定区域进行平滑插补 381
12.4 roifilt2―对区域进行二维滤波 382
12.5 roipoly―选择感兴趣的区域 383
12.6 bestblk―为块处理选取合适的块大小 384
12.7 blkproc―区别图像的块处理 384
12.8 col2im―将矩阵的列重新组织到块中 386
12.9 colfilt―列邻域处理 387
12.10 im2col―将图像块重新调整为列 388
12.11 nlfilter―通用滑动邻域处理 389
第13章 颜色映射表和色彩空间 390
13.1 rgbplot―划分颜色映像表 390
13.2 cmpermute―重新调整颜色映射表中的颜色 391
13.3 brighten―增加或降低颜色映像表的亮度 391
13.4 colormap―获取当前颜色表 392
13.5 shading―设置颜色色调 393
13.6 cmunique―减少颜色映射表中的颜色 394
13.7 imapprox―使用更少的颜色近似表示索引图像 396
13.8 applycform―应用设备独立的颜色空间变换结构 397
13.9 iccfind―寻找指定路径下的ICC文件 397
13.10 iccread―读取ICC文件 399
13.11 iccroot―ICC文件的路径 400
13.12 iccwrite―将ICC文件写入磁盘 400
13.13 isicc―判断是否是有效的ICC文件 401
13.14 lab2double―将L?a?b色彩空间值转换为双精度 402
13.15 lab2uint16―将L?a?b色彩空间值转换为无符号16位整数 402
13.16 lab2uint8―将L?a?b色彩空间值转换为无符号8位整数 402
13.17 makecform―创建颜色变换结构 403
13.18 ntsc2rgb―将NTSC图像转换为真彩色图像 404
13.19 rgb2ntsc―将真彩色图像转换为NTSC图像 404
13.20 rgb2ycbcr―将真彩色图像转换为YCbCr空间图像 405
13.21 whitepoint―标准光源的XYZ色彩值 406
13.22 xyz2double―将XYZ色彩值转换为双精度 406
13.23 xyz2uint16―将XYZ色彩值转换为无符号16位整数 407
13.24 ycbcr2rgb―将YCbCr图像转换为真彩色RGB图像 407
第14章 其他常用函数 409
14.1 iptgetpref―获取图像处理工具箱参数 409
14.2 iptsetpref―设置图像处理工具箱参数 410
14.3 getrangefromclass―图像类型的默认显示范围 410
14.4 impixelinfo―显示图像像素信息 411
14.5 iptcheckconn―检查连通性参数的有效性 411
14.6 iptcheckinput―检查输入矩阵的有效性 412
14.7 iptcheckmap―检查颜色映射表的有效性 413
14.8 iptchecknargin―检查输入参数的个数 413
14.9 iptcheckstrs―检查可选字符串的有效性 414
14.10 iptnum2ordinal―把正整数转换成对应序号字符串 415
14.11 getline―用鼠标选择折线段 415
14.12 getrect―用鼠标选择矩形 418
14.13 padarray―矩阵边界扩充元素 418
14.14 iptdemos―显示MATLAB图像处理工具箱的演示帮助 421
14.15 ippl―检查IPPL库是否存在 422
第15章 图像配准实战 423
实战 对四幅不同角度拍摄的图像进行图像配准 423
第16章 图像区域生长分割实战 428
16.1 实战1:对图片中的人物进行区域生长分割 428
16.2 实战2:对医学脑部图像中的白质进行区域生长分割 430
第17章 交通视频车辆检测实战 434
实战 提取交通视频中的车辆 434
第18章 人脸区域定位实战 439
实战 对人物头像进行脸部区域定位 439
第19章 图像特征提取实战 442
19.1 实战1:提取照片中的腐蚀区域 442
19.2 实战2:识别图像中的圆形目标 444
第20章 图像分形维计算实战 448
实战 计算灰度图像的差分盒维数 448

前言/序言

当前信息化社会,图像是获取信息的最重要来源之一。随着计算机技术的发展,图像处理技术已成功应用于各个行业,其中,图像处理的算法和软件决定图像处理技术的应用效果。MATLAB图像处理工具箱是目前最流行的图像处理工具之一,不仅包含了目前绝大部分图像处理算法,而且还可以通过快速编程实现新的图像处理算法。

由于MATLAB图像处理工具箱函数较多,使用者常会忘记函数的具体用法。本书以函数手册的形式总结了大部分常用图像函数的用法,方便使用者查找。为使读者更好地理解MATLAB图像函数,书中函数的说明力求通俗易懂,并提供了函数实例、操作录像和图像处理应用案例供读者参考。

全书共分为两部分20章,第一部分(第1~14章)说明MATLAB图像处理工具箱函数的语法,第二部分(第15~20章)列举了8个MATLAB图像处理应用实例。具体内容安排如下:

第1章 图像显示与图像文件输入/输出函数

本章主要讲述图像显示和图像文件输入/输出两类基本函数,掌握这些函数可对MATLAB图像处理有初步认识。

第2章 图形绘制

MATLAB具有强大的绘图功能,能够制作各种漂亮的专业数据图形,实现科学计算数据的可视化。本章介绍了MATLAB中二维图形、三维图形和流场图形绘制的相关函数。

第3章 图像类型和类型转换

图像类型对图像的大小和显示效果有着显著的影响。在不同图像分析场合中,通常对图像类型有特定的要求,本章详细介绍了MATLAB中各种常用图像类型、颜色模型之间的转换函数。

第4章 图形用户界面工具

图形用户界面工具能以交互式方式快速对图像信息进行统计分析。本章详细介绍了MATLAB中各类图形用户界面工具函数,包括图像信息工具、对比工具、距离工具、像素工具、概览工具、鼠标行为工具等。

第5章 空间变换和图像配准

在计算机图像处理中,图像从输入到输出贯穿着各种变换。为使输入图像的像素位置映射到输出图像的新位置,需要对图像作旋转、平移、放大、缩小、拉伸或剪切等空间变换。本章介绍了MATLAB中的空间变换和图像配准两类函数。

第6章 图像分析和统计

图像分析和统计是图像处理的基本内容,它包括获取图像的相关信息,如图像像素、等高线、直方图、标准差、熵等统计数据以便进行图像的边缘检测、边界跟踪等分析。本章介绍了MATLAB中图像分析和统计相关的函数。

第7章 图像代数运算

图像的代数运算是指多幅图像的加、减、乘、除运算和一般的线性运算,它通常是复杂图像处理的预处理步骤。本章介绍了MATLAB中的图像代数运算函数。

第8章 图像增强

图像增强是图像处理的一个重要分支,是图像边缘提取、图像分割等操作的基础。通过图像增强,可以让原来不清晰的图像变得清晰,或者抑制图像的某些特征而使另外一些特征加强。本章详细介绍了11个MATLAB图像增强函数的用法。

第9章 图像去模糊

由于摄影条件或摄影技术的限制,使得很多拍摄的图片质量较低,比较模糊,掩盖了图像的真实信息。图像去模糊技术的目的就是消除图像的模糊,得到一幅清晰的图片。本章主要介绍了MATLAB图像处理工具箱中点扩散与光学转换函数和4类图像去模糊化函数:维纳滤波器去模糊化、规则化滤波器去模糊化、Lucy-Richardson去模糊化、盲解卷积去模糊化。

第10章 线性滤波和变换

线性滤波是指对输入图像的领域进行线性算法操作得到输出图像,常应用于图像光滑、锐化和边缘检测处理。图像变换是把数字图像从空域变换到频域,一般是指图像的正交变换,常应用于图像去噪、图像压缩、特征提取和图像识别处理。本章介绍了MATLAB中线性滤波和变换的相关函数。

第11章 形态学操作

数学形态学运算由一组形态学的代数运算子组成,其基本思想是用具有一定形态的结构元素找到图像中的对应形状以达到图像分割识别的目的,最基本的操作为膨胀和腐蚀。本章详细介绍了MATLAB中的形态学操作函数,并列举了大量实例供读者参考。

第12章 图像的块和邻域处理

图像块操作是将图像的数据划分成同样大小的矩形区域的操作,它是图像分析和图像压缩的基础。由于图像划分为图像块后可以转化为矩阵或向量运算,因此可以加快图像处理的速度。本章介绍了MATLAB中图像块和邻域处理相关函数的用法。

第13章 颜色映射表和色彩空间

图像处理中常使用RGB的值来代表颜色值。除了RGB色彩空间外,还有其他的颜色空间,如HSV、YcbCr、NTSC等用来表示色彩,有时利用这些色彩空间来表示图像和进行计算会更加直观和简单。本章介绍了MATLAB中颜色映射表和色彩空间相关函数的用法,并列举了函数实例供读者参考。

第14章 其他常用函数

本章介绍了MATLAB图像处理工具箱中的其他常用函数,包括图像处理工具箱参数、演示帮助、鼠标选择、检查有效性等。

第15章 图像配准实战

图像配准是对取自不同时间、不同传感器或不同视角的同一景物的两幅图像或多幅图像进行匹配、叠加的过程,其主要目的是去除或者抑制待配准图像和参考图像之间在几何上的不一致,包括平移、旋转、缩放和畸变,并融合这些数据,从而得到被测对象更完整的信息。本章介绍了不同角度拍摄图像的配准实例。

第16章 图像区域生长分割实战

区域生长是将具有相似性质的像素集合起来构成一个区域,实质就是将具有“相似”特性的像素连接成区域。这些区域是互不相交的,每个区域都满足特定区域的一致性。本章介绍了图片中的人物区域生长分割、医学脑部图像中的白质区域生长分割两个实例。

第17章 交通视频车辆检测实战

在智能交通系统中,通常要对车辆进行检测和跟踪以得到相关交通参数,其中运动物体的提取是车辆检测的必要步骤。本章介绍了一个提取交通视频中面积最大的浅颜色轿车的程序。

第18章 人脸区域定位实战

人脸识别是采用机器对人脸图像进行分析处理,从而提取出有效的识别信息,达到身份辨认的目的。本章介绍了一个简单的人脸区域定位程序。

第19章 图像特征提取实战

在很多应用领域,研究人员需要对测量的图像结果进行目标物体的特征提取。图像特征提取需要根据目标物体的属性、图像质量、图片内容等应用不同的算法。本章介绍了材料丝状腐蚀区域提取、图像中圆形目标提取两个实例。

第20章 图像分形维计算实战

基于分形的图像处理在材料科学、目标识别、特征评估等领域得到广泛应用。分形中有一个重要的概念:分形维,它的值反映了物体的形状特性,给出了一个关于集合的复杂度、不规整度的定量回答。本章举例说明了灰度图像的差分盒维法计算过程,供读者参考。

本书由杨杰、占君、周至清编著,本书在编写过程中,得到了北京理工大学智能机器人研究所贾东永博士的帮助,在此对他表示衷心的感谢。高克臻、张云霞、许小荣、王东、王龙、张银芳、周新国、蔡娜、张玉兰、李爽、胡书敏、苏静等同志也参与了本书的编写工作。

本书的编写过程中参考了大量MATLAB相关书籍及部分MATLAB相关论坛的资源,在此,对相关作者一并表示感谢,同时对各位MATLAB网友给予的启发和帮助表示感谢。

由于时间仓促,加之作者水平和经验有限,书中的疏漏甚至错误在所难免,希望广大读者批评指正。

编著者



MATLAB 图像处理与分析实用指南 引言 在数字时代,图像已成为信息传递和知识获取的关键载体。无论是科学研究、工程设计、医疗诊断,还是娱乐创意,对图像进行有效的处理与分析都至关重要。MATLAB,作为一款强大的数值计算和可视化软件,凭借其丰富的函数库和直观易用的操作界面,已成为图像处理领域不可或缺的工具。 本书旨在为广大 MATLAB 用户提供一份详尽的图像处理与分析实用指南。我们将深入浅出地介绍 MATLAB 在图像处理方面的核心功能,从基础的图像加载、显示、类型转换,到复杂的图像增强、滤波、分割、复原,再到特征提取、对象识别以及高级的图像应用,力求为读者构建一个系统、全面的知识体系。本书注重理论与实践相结合,通过大量的代码示例和实际案例,帮助读者理解算法原理,掌握 MATLAB 实现技巧,从而能够独立解决实际的图像处理问题。 第一章 MATLAB 图像处理基础 本章将为您奠定坚实的 MATLAB 图像处理基础。我们将首先介绍 MATLAB 中图像数据的表示方式,包括不同类型的图像(灰度图像、RGB 真彩色图像、索引图像)以及它们在 MATLAB 中的存储格式(矩阵)。随后,我们将学习如何使用 `imread` 函数加载各种格式的图像文件,并利用 `imshow` 函数进行可视化显示。在此基础上,我们将探讨图像的显示控制,如设置显示窗口、调整显示比例、添加标题和坐标轴等。 图像的类型转换是图像处理中常见的操作,我们将详细讲解如何使用 `im2gray`、`rgb2gray`、`im2double`、`im2uint8` 等函数实现不同图像类型之间的转换,以及不同数据类型(如 `uint8`、`double`)对图像处理精度的影响。 本章还将介绍图像的基本信息获取,例如使用 `size`、`whos` 查看图像尺寸和数据类型,以及使用 `colormap` 获取和设置索引图像的颜色映射。通过本章的学习,读者将能够熟练掌握 MATLAB 中图像数据的基本操作,为后续更深入的学习打下坚实的基础。 第二章 图像增强 图像增强旨在改善图像的视觉质量,突出图像中的有用信息,抑制噪声,从而便于后续的分析和处理。本章将重点介绍 MATLAB 中常用的图像增强技术。 点运算增强: 我们将学习如何通过调整像素值来改变图像的亮度、对比度。这包括线性变换(如亮度/对比度调整)、非线性变换(如伽马校正)以及直方图均衡化。直方图均衡化是提高图像对比度的一种有效方法,我们将详细讲解其原理和 `histeq` 函数的应用。 空间域滤波: 空间域滤波通过对图像中的像素及其邻域进行运算来实现增强。我们将介绍两种主要的滤波方式: 线性滤波: 包括均值滤波(用于平滑图像,降低噪声)和高斯滤波(提供不同程度的平滑效果)。我们将学习 `fspecial` 函数创建滤波器核,以及 `imfilter` 函数应用滤波器。 非线性滤波: 包括中值滤波(在保留图像边缘的同时有效去除椒盐噪声)、最大值滤波和最小值滤波。我们将重点讲解 `medfilt2` 函数的应用。 频率域滤波: 频率域滤波通过在图像的傅里叶变换域进行操作来增强或减弱特定频率分量的成分。我们将介绍傅里叶变换的基本概念,以及如何使用 `fft2`、`ifft2` 进行变换和逆变换。在此基础上,我们将讲解理想低通、高斯低通、理想高通、高斯高通以及巴特沃斯滤波器等在频率域的应用,用于实现图像的平滑或锐化。 第三章 图像复原 图像复原旨在恢复由于传感器噪声、相机离焦、运动模糊等原因退化的图像。本章将介绍 MATLAB 中实现图像复原的常用方法。 噪声模型与去噪: 我们将首先介绍常见的图像噪声模型,如高斯噪声、椒盐噪声、周期噪声等。然后,我们将学习如何使用 `imnoise` 函数向图像添加不同类型的噪声,并重点介绍针对不同噪声类型的去噪算法。 基于滤波的去噪: 除了第二章介绍的均值滤波、中值滤波、高斯滤波外,我们还将介绍维纳滤波(Wiener filter),它是一种更复杂的滤波器,能够根据噪声和图像的统计特性进行优化。 非局部均值滤波 (NL-Means): 介绍一种更先进的去噪方法,能够更有效地保留图像细节。 运动模糊与图像恢复: 我们将介绍运动模糊的形成原因,以及如何使用 MATLAB 的函数来模拟运动模糊。然后,我们将重点讲解逆滤波和维纳滤波在运动模糊图像复原中的应用。 盲去卷积: 当退化过程(如模糊核)未知时,我们需要采用盲去卷积技术来同时估计退化核和恢复原始图像。本章将简要介绍相关概念和 MATLAB 中可能提供的工具。 第四章 图像分割 图像分割是将图像划分为多个具有不同语义或特征的区域的过程。它是许多高级图像分析任务(如目标识别、医学图像分析)的关键预处理步骤。本章将深入探讨 MATLAB 中的图像分割技术。 阈值分割: 这是最简单但非常有效的分割方法。我们将介绍全局阈值法和局部阈值法,以及如何使用 `imbinarize` 函数根据设定的阈值将图像二值化。我们将详细讲解 Otsu's 方法,一种自动确定最优全局阈值的方法,以及 `graythresh` 函数的应用。 区域分割: 区域生长 (Region Growing): 基于种子点和邻域相似性准则,将相似的像素区域逐步扩展。我们将讲解区域生长的基本原理,以及如何在 MATLAB 中实现。 区域分裂与合并 (Region Splitting and Merging): 通过递归地分裂不均匀的区域,并合并相似的相邻区域来实现分割。 边缘检测: 边缘是图像中灰度值发生剧烈变化的地方,是分割的重要依据。我们将介绍常见的边缘检测算子,包括: Sobel 算子 Prewitt 算子 Roberts 算子 Canny 边缘检测器: 一种非常经典的、性能优越的边缘检测算法,我们将详细讲解其步骤和 `edge` 函数的应用。 Watershed 分割: 图像的 Watershed 变换将图像视为地形图,将分割问题转化为寻找集水盆。我们将讲解 Watershed 变换的原理,以及 `watershed` 函数在图像分割中的应用,尤其适用于分离相互接触的目标。 水平集方法 (Level Set Method): 一种更强大的、能够处理复杂形状和拓扑变化的分割方法。我们将简要介绍其基本思想和在 MATLAB 中的实现。 第五章 特征提取与描述 特征提取是从图像中提取有意义的信息,用于表示图像的内容。这些特征可以用于图像检索、对象识别、分类等任务。本章将介绍 MATLAB 中常用的特征提取技术。 颜色特征: 颜色空间转换: 介绍 RGB、HSV、Lab 等常用颜色空间,以及 `rgb2hsv`、`rgb2lab` 等函数。 颜色直方图: 描述图像中不同颜色的分布情况。 颜色矩: 提取颜色特征的统计量,如均值、标准差、偏度等。 纹理特征: 纹理描述了图像表面的粗糙度、平滑度等特性。 灰度共生矩阵 (GLCM): 描述图像中灰度值之间空间关系的一种统计方法,我们将介绍常用的 GLCM 纹理特征,如对比度、能量、相关性、同质性等,以及 `graycomatrix` 和 `graycoprops` 函数的应用。 LBP (Local Binary Pattern): 一种简单但有效的纹理描述算子。 形状特征: 描述图像中对象的几何形状。 边界描述: 如 Hu 不变矩、傅里叶描述符等。 区域描述: 如面积、周长、质心、长宽比等。 兴趣点检测与描述: 自动检测图像中的关键点,并为这些点生成具有旋转、尺度不变性的描述符,用于图像匹配和识别。 SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) SURF (Speeded Up Robust Features) FAST, ORB 等: 介绍 MATLAB 中提供的兴趣点检测器和描述符提取函数,如 `detectSIFTFeatures`、`extractSIFTFeatures` 等。 第六章 对象识别与分类 在提取特征之后,下一步便是利用这些特征对图像中的对象进行识别和分类。本章将介绍 MATLAB 中实现对象识别与分类的基本方法。 分类器基础: 简要介绍常见的分类算法,如: K 近邻 (K-NN) 支持向量机 (SVM): 介绍 `fitcsvm` 函数的应用。 决策树 集成学习 基于模板匹配的识别: 当已知待识别对象的模板时,可以通过模板匹配算法来寻找图像中最相似的区域。我们将介绍 `normxcorr2` 函数的应用。 基于特征的识别: 利用提取的特征(如颜色、纹理、形状)来训练分类器,并对未知图像中的对象进行分类。 深度学习在图像识别中的应用: 简要介绍 MATLAB 中深度学习工具箱的强大功能,如卷积神经网络 (CNN) 的构建、训练和部署。我们将介绍如何加载预训练的模型(如 AlexNet, VGGNet),以及如何使用这些模型进行图像分类和对象检测。 第七章 图像应用案例 本章将通过一系列实际的图像应用案例,展示 MATLAB 在不同领域的图像处理与分析能力,帮助读者将所学知识融会贯通。 医学图像分析: CT/MRI 图像的增强与分割: 如何提高医学图像的对比度,并分割出特定的器官或病灶。 细胞计数与分析: 自动计数图像中的细胞数量,并提取细胞的形态特征。 工业视觉检测: 缺陷检测: 检测产品表面的划痕、污点等缺陷。 尺寸测量: 自动测量物体的尺寸。 遥感图像处理: 图像融合: 将不同传感器获取的遥感图像融合,以获取更丰富的信息。 地物分类: 根据遥感图像的特征对不同类型的地物(如植被、水体、建筑物)进行分类。 人脸识别与检测: 人脸检测: 在图像中定位人脸的位置。 人脸识别: 识别出图像中的具体人物。 附录 MATLAB 图像处理常用函数速查表 图像处理中的数学基础(简要回顾) 结语 通过本书的学习,我们希望读者能够系统地掌握 MATLAB 图像处理与分析的核心技术,并能够灵活运用所学知识解决实际问题。图像处理领域发展迅速,本书内容涵盖了当前主流的技术和方法,但请读者保持持续学习的态度,不断探索新的算法和应用。愿本书成为您在 MATLAB 图像处理学习道路上的得力助手!

用户评价

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我是一名在职的工程师,工作之余,我对利用MATLAB进行科学研究抱有浓厚的兴趣,尤其是在图像分析和模式识别领域。时间对我来说非常宝贵,我需要一本能够快速、高效地帮助我查找和理解MATLAB图像处理函数,并能立即投入实践的书籍。这本书恰恰满足了我的需求。它最大的优点在于其“查询”和“使用”的结合。当我遇到一个具体的图像处理问题,例如需要对图像进行边缘检测或者特征提取时,我能够快速地在书中找到相关的函数,并立即了解其核心功能、参数选项以及可能的应用场景。书中提供的示例代码简洁明了,我甚至可以直接复制修改,大大缩短了我的开发周期。附带的DVD光盘中的内容更是我的得力助手,它提供了大量的预处理数据和完整的工程示例,让我能够直接运行并观察结果,这对于我理解函数的精妙之处以及学习更复杂的算法流程非常有帮助。这本书就像一个随身的、经验丰富的MATLAB图像处理顾问,随时在我需要的时候提供专业的指导和支持,让我能够专注于问题的解决而不是花费大量时间在函数查找和基础概念的摸索上。

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我是一名对图像技术充满热情的爱好者,一直希望能够利用MATLAB进行一些创意性的图像处理和分析。我之前尝试过一些在线教程,但它们往往缺乏系统性,而且对函数的解释不够深入,很难让我真正理解背后的原理。我渴望拥有一本能够全面、深入地介绍MATLAB图像处理函数,并且能够激发我探索欲望的书籍。这本书《MATLAB图像函数查询使用手册》正是满足了我的这一需求。它的结构非常严谨,从基础的图像操作到复杂的图像分析技术,都进行了详尽的阐述。我特别喜欢它对每一个函数的功能、输入输出、参数以及潜在的限制都有非常细致的介绍,这让我能够更深入地理解每一个函数的作用。更重要的是,书中提供了大量的示例代码,并且DVD光盘中包含了丰富的多媒体演示,这极大地帮助我理解抽象的概念,并激发了我尝试不同组合和参数的兴趣。这本书就像一本完整的图像处理工具箱,它不仅教会我如何使用工具,更引导我去思考如何创造性地运用这些工具来解决问题,实现我脑海中的各种图像创意。

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这本书就像打开了我通往MATLAB图像处理世界的一扇大门,我是一名刚刚接触图像处理领域的学生,一直以来对MATLAB这个强大的工具充满好奇,但又不知从何下手。偶然间发现了这本书,它的名字就深深吸引了我——“MATLAB图像函数查询使用手册”。“手册”二字给了我一种踏实感,仿佛它能成为我学习路上的指路明灯。拿到书后,我迫不及待地翻开,发现这本书的内容组织非常有条理,从最基础的图像读取、显示,到各种变换、滤波、分割,再到更高级的应用,循序渐进,非常适合我这样的新手。而且,书中对每个函数的解释都非常详尽,不仅仅是简单地罗列参数和功能,还会配以清晰的示例代码,让我能够快速理解函数的用法,并尝试自己动手实践。最让我惊喜的是,随书附带的DVD光盘,里面包含了大量的演示文件和示例代码,这无疑大大节省了我自己编写代码的时间,并且让我能够直接看到各种函数的实际效果。这本书让我对MATLAB图像处理的信心倍增,我不再害怕那些复杂的函数和命令,而是充满期待地去探索更多可能。

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作为一个刚开始接触MATLAB图像处理的跨专业人士,我原本对这个领域感到非常迷茫。我来自一个非计算机背景的专业,但工作中经常需要处理大量的图像数据,而我一直依赖的是一些比较基础的图像处理软件,功能非常有限。听说MATLAB在图像处理方面非常强大,但它的命令行操作和众多函数对我来说就像天书。当我看到《MATLAB图像函数查询使用手册》这本书时,它的标题中的“查询”和“使用”给了我很大的希望。我希望它能帮助我理解那些晦涩的函数名称和参数,并且能够指导我如何实际运用它们。拿到书后,我发现它的内容组织方式非常人性化。它不像一些理论书籍那样枯燥,而是以一种非常直观的方式来介绍函数,每个函数都配有清晰的说明和实用的例子。最让我感到惊艳的是DVD光盘,我从来没想过一本技术书籍会附带如此丰富的资源。光盘里的视频讲解和交互式演示,让我仿佛置身于一个现场教学课堂,我能够跟着老师一步步学习,并且立刻尝试书中的操作。这本书真的让我看到了将MATLAB应用于我工作领域的可能性,我不再感到无助,而是充满了学习和实践的动力。

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作为一名多年的MATLAB用户,我一直关注着这个软件在各个领域的最新发展,尤其是在图像处理方面。近些年,随着深度学习的兴起,图像处理的应用范围越来越广,也对MATLAB的功能提出了更高的要求。我曾经尝试过一些零散的图像处理教程,但总觉得不够系统,缺乏一个能够全面梳理和讲解MATLAB图像函数体系的权威资料。当我在书店看到《MATLAB图像函数查询使用手册》时,我立刻被它的专业性和全面性所吸引。这本书不仅仅是简单的函数介绍,更像是对MATLAB图像处理核心功能的深度挖掘。我最看重的是它对每一个函数的讲解都力求透彻,从理论基础到实际应用,再到参数的细致解读,都做到了极致。而且,书中还涵盖了许多进阶的应用场景,例如医学影像分析、遥感数据处理等,这些都是我工作中经常会遇到的挑战。随书附带的光盘更是锦上添花,里面丰富的案例和数据集,让我能够立刻将学到的知识应用到实际问题中,进行对比和验证。这本书为我提供了一个坚实的理论基础和丰富的实践工具,让我能够更高效、更深入地进行图像处理研究。

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