8蔫磨、彩色圖像處理


1纳寂、MATLAB中彩色圖像的表示

RGB圖像

令 fR主穗、fG、fB 分別表示三幅 RGB 分量圖像毙芜。一幅 RGB 圖像就是使用 cat 運算符通過堆疊這些分量圖像形成的:

rgb_image = cat(3, fR, fG, fB);

下面命令提取三幅分量的圖像:

fR = rgb_image(:, :, 1);
fG = rgb_image(:, :, 2);
fB = rgb_image(:, :, 3);

索引圖像

索引圖像有兩個分量:一個整數(shù)數(shù)據(jù)矩陣 X 和一個彩色映射矩陣 map忽媒。
map 是一個大小為 m x 3 的 double 類數(shù)組,其值是區(qū)間 [0, 1] 上的浮點數(shù)腋粥。map 的長度 m 等于其定義的顏色數(shù)晦雨。map 的每一行指定單一顏色的紅、綠隘冲、藍分量闹瞧。

顯示一幅索引圖像:

imshow(X, map)
% or
image(X)
colormap(map)

處理 RGB 和索引圖像的函數(shù)

dither 采用抖動從 RGB 圖像創(chuàng)建索引圖像
grayslice 采用閾值處理從灰度圖像創(chuàng)建索引圖像
gray2ind 從灰度圖像創(chuàng)建索引圖像
ind2gray 從索引圖像創(chuàng)建灰度圖像
rgb2ind 從 RGB 圖像創(chuàng)建索引圖像
ind2rgb 從索引圖像創(chuàng)建 RGB 圖像
rgb2gray 從 RGB 圖像創(chuàng)建灰度圖像

語法

bw = dither(gray_image);

X = grayslice(gray_image, n);

[X, map] = gray2ind(gray_image, n);

gray_image = ind2gray(X, map);

[X, map] = rgb2ind(rgb_image, n, dither_option, 8);

rgb_image = ind2rgb(X, map);

gray_image = rgb2gray(rgb_image)


2、彩色空間轉(zhuǎn)換

NTSC

NTSC 彩色制式用于模擬電視对嚼,其灰度信息和彩色數(shù)據(jù)是分離的夹抗。

yiq_image = rgb2ntsc(rgb_image)

rgb_image = ntsc2rgb(yiq_image)

YCbCr

YCbCr 彩色空間廣泛用于數(shù)字視頻中,亮度信息用單個分量 Y 表示纵竖,彩色信息存儲為兩個色差分量 Cb 和 Cr漠烧。

ycbcr_image = rgb2ycbcr(rgb_image)

rgb_image = ycbr2rgb(ycbcr_image)

HSV

HSV (色調(diào)杏愤、飽和度、數(shù)值)

hsv_image = rgb2hsv(rgb_image)

rgb_image = hsv2rgb(hsv_image)

CMY已脓、CMYK

青色珊楼、深紅色、黃色是光的二次色度液。大多數(shù)將顏料淀積于紙上的設備厕宗,如彩色打印機和復印機,要求輸入 CMY 數(shù)據(jù)堕担。

cmy_image = imcomplement(rgb_image)

rgb_image = imcomplement(cmy_image)

HSI

HSI(色彩已慢,飽和度,強度)模型是開發(fā)基于彩色描述的圖像處理算法的一種理想工具霹购。

% rgb2hsi
function hsi = rgb2hsi(rgb)
rgb = im2double(rgb);
r = rgb(:, :, 1);
g = rgb(:, :, 2);
b = rgb(:, :, 3);

num = 0.5*((r-g)+(r-b));
den = sqrt((r-g).^2+(r-b).*(g-b));
theta = acos(num./(den+eps));

H =theta;
H(b > g) = 2*pi - H(b > g);
H = H/(2*pi);

num = min(min(r, g), b);
den = r+g+b;
den(den == 0) = eps;
S = 1 - 3.*num./den;

H(S == 0) = 0;
I = (r+g+b)/3;

hsi = cat(3, H, S, I);
% hsi2rgb
function rgb = hsi2rgb(hsi)
H = hsi(:, :, 1) * 2 * pi;
S = hsi(:, :, 2);
I = hsi(:, :, 3);

R = zeros(size(hsi, 1), size(hsi, 2));
G = zeros(size(hsi, 1), size(hsi, 2));
B = zeros(size(hsi, 1), size(hsi, 2));

idx = find((0 <= H) & (H < 2*pi/3));
B(idx) = I(idx) .* (1-S(idx));
R(idx) = I(idx) .* (1+S(idx) .* cos(H(idx)) ./ cos(pi/3 - H(idx)));
G(idx) = 3*I(idx) - (R(idx) + B(idx));

idx = find((2*pi/3 <= H) & (H < 4*pi/3));
R(idx) = I(idx) .* (1-S(idx));
G(idx) = I(idx) .* (1+S(idx) .* cos(H(idx) - 2*pi/3) ./ cos(pi - H(idx)));
B(idx) = 3*I(idx) - (R(idx)+G(idx));

idx = find((4*pi/3 <= H) & (H < 2*pi));
G(idx) = I(idx) .* (1-S(idx));
B(idx) = I(idx) .* (1+S(idx) .* cos(H(idx) - 4*pi/3) ./ cos(5*pi/3 - H(idx)));
R(idx) = 3*I(idx) - (G(idx)+B(idx));

rgb = cat(3, R, G, B);
rgb = max(min(rgb, 1), 0);

與設備無關的彩色空間(略)

  • CIE 和 sRGB 彩色空間轉(zhuǎn)換

  • ICC 彩色剖面


3佑惠、彩色變換

自定義函數(shù) ice(交互顏色編輯)(略)


4、彩色圖像的空間濾波

彩色圖像平滑

概念上齐疙,使用一個線性空間濾波器來平滑一幅 RGB 圖像的步驟如下:

1膜楷、抽取三幅分量圖像:

fR = rgb_image(:, :, 1);
fG = rgb_image(:, :, 2);
fB = rgb_image(:, :, 3);

2、分別對每幅分量圖像濾波

fR_filtered = imfilter(fR, w, 'replicate');
fG_filtered = imfilter(fG, w, 'replicate');
fB_filtered = imfilter(fB, w, 'replicate');

3贞奋、重建濾波后的 RGB 圖像

fc_filtered = imfilter(fc, w, 'replicate');

彩色圖像銳化

步驟與平滑相同

示例

lapmask = [1 1 1; 1 -8 1; 1 1 1];
fb = tofloat(fb);
fen = fb - imfilter(fb, lapmask, 'replicate');


5赌厅、直接在 RGB 向量空間處理

使用梯度進行彩色邊緣檢測

自定義函數(shù) colorgrad (待補充)

在 RGB 向量空間中進行圖像分割

自定義函數(shù) colorseg(待補充)

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