图像格式转换

2.图像格式转换

2.1.MATLAB支持的图像文件格式有：

(1)PCX(WindowsPaintbrus)格式：可处理1位、4位、8位、16位、24位等图

像数据C文件内容包括文件头(128B)、图像数据和扩展色图数据c

⑵BMP(WindowsBitmap)格式：有1位、4位、8位、24位、32位非压缩图

像,8位RLE(Run.lcngthEncoded)的图像。文件内容包括文件头(一个BITMAP

FILEHEADER数据结构)、位图信息数据块(位图信息头BITMAP

INFOHEADER和一个颜色表)和图像数据。

(3)HDF(HierarchicalDataFormat)格式：分等级的数据格式。有8位、24位

光栅图像数据集。

(4)JPEGQointPhotographicExpertsGroup)格式：一种联合专家组的图像压缩

格式。

⑸TIFF(TaggcdImageFileFormat)格式：加标签的图像文件格式。可处理1

位、4位、8位、24位非压缩图像，1位、4位、8位、24位packbit压缩图像,

1位CCITT压缩图像等。文件内容包括文件头、参数指针表与参数域、参数

数据表和图像数据四部分。

(6)XWD(XWindowsDump)格式：包括1位、8位Zpixmaps,XYBitniaps,位

XYPixmapSo

PNG(PortableNetworkGraphics),包括1位、2位、4位、8位、16位灰度图

像；8位和16位索引图像；24位48位真彩色图像。

(7)GIF(GraphicsInterchangeFormat)格式：图形交换格式。任何1位到8位

的可交换图像。

(8)ICO(WindowsIconresource)格式：图标资源。有1位、4位、8位非压缩

图像。

(9)CUR(MicrosoftWindowsCursorresource)格式：光标资源。有1位、4位、

8位非压缩图像。

(10)PBM(PortableBitmap)格式：轻便的位图格式。

(11)PGM(PortableGraymap)格式：轻便的灰度图像

(12)PPM(PortablePixmap)格式：轻便的像素图像

(13)RAS(SunRasterimage)格式：有1位Bitmap、8位索引、24位真彩色和带

有透明度的32位真彩色。

(14)PNM(PortableAnymap)格式

(15)PNG(PortableNetworkGraphics)格式

2.2.MATLAB可以处理的图像类型

在MATLAB的图像处理工具箱里，一幅图像可能包括一个数据矩阵，也可以

包含一个色图矩阵。除了这些基本的图像类型外，MATLAB还支持由多帧图像组

成的图像序列，下面分别介绍。

2.2.1.索引图像

索引图像包括一个数据矩阵X和一个色图阵MAP。其中X可以是无符号8位

整型、无符号16位整型或者双精度浮点型数据；MAP是一个包含三列若干行的

数据阵列，其每一个元素值均为[0,1]之间的双精度浮点数据。MAP矩阵的每一

行分别表示红色、绿色、蓝色的颜色值。索引数据中的每一个X值对应到MAP

中的一行颜色值。改变MAP中的颜色值可以改变索引图像的颜色。

需要说明的是，图像矩阵与色图之间的关系取决于图像数据矩阵的类型。如

果图像数据矩阵是双精度的数据类型，则1指向MAP中的第一行，值2指向MAP

中的第二行，依此类推；如果图像矩阵是8位无符号的整数或16位无符整数，

则由于存在一个偏移量，使得值0指向MAP中的第一行，值1指向MAP中的第二

行，依此类推。

【例221-1】显示一幅索引图像。

[XZMAP]=imread(*trees.tif');

imshow(X);

colormap(MAP);

pause⑸为暂停5秒

colormap(jet)%使用MATLAB定义的色图，缺省的是jet(64)

pause(5)3暂停5秒

[x,map]=imread(*canoe.tif');

colormap(map);%应用canoe.tif的颜色图

2.2.2.灰度图像

灰度图像是一个数据矩阵I,而矩阵I中的数据均代表了在一定范围内的颜

色灰度值。I中的元素可以是双精度的浮点类型、8位或16位无符号整数类型。

灰度图像用一个预定义的色图来显示它即：colormap(gray)。Gray是一个64级

的色图。

在MATLAB中可以调用图像色彩缩放函数imagcsc来对图像进行预处理，然

后再转换成灰度图像以调整灰度的深浅，也可以用函数imshow来显示灰度图像。

Imagesc函数的格式为imagesc(I,scale);其中，1可以是灰度图像或色图；

scale用于确定灰度的范围。

【例2.2.2-1】显示一幅灰度图像moon,tif。

I=imread(,moon,tif');

imshow(I);

1=IMREADfcircuit,tif*);

Imshow(I);

2.2.3.RGB图像

RGB图像，即真彩色图像，在MATLAB中存储为数据矩阵。数组中的元素定义

了图像中每一个像素的红、绿、蓝颜色值。每一个像素需要用24位二进制数来

存储R,G,B三种颜色的亮度值。R,G,B值的组合表示了像素的颜色。

【例2.2.3-1］显示一幅RGB图像。

RGB=imread(，board.tif');

irnshuw(RGB);

2.2.4,二值图像

二值图像与灰度图像一样，二值图像只需要一个数据矩阵，每个像素只取两

个离散的值0,1对应于white和black。二值图像是以0和1的逻辑矩阵存储的。

【例224-1】显示一幅二值图像。

BW=imread(,circuitbw.tif');

imshow(BW);

2.2,5.数据矩阵

符合图像格式的数据矩阵也可以认为是一幅图像。

【例2.2.57]使用数据矩阵生成图像。

M=magic(100);

m=M/max(M(:));

imshow(m);

m=mat2gray(M);%相当于m=M/max(M(:))

figure;imshow(m);

2.2.6.图像序列

对于大多数应用，需要一组与时间或视角有关联的图像序列，而不只是单个

的图像。例如核磁共振成像(MRI)和动画。

MATLAB的图像处理工具箱支持在同一矩阵中存储多个图像，我们把每个图像

叫作一帧。图像序列(矩阵)是一个四维的数组，图像帧的序号在图像的长、宽、

颜色深度之后构成第四维。比如，一个包含5幅400X300真彩色图像序列，其

大小是400X300X3X5,而相似的多帧索引图像或灰度图像的大小是

400X300X1X5。

在MATLAB中，用前面讲过的cat函数可以把一些单一的图像合并成图像序

列。在图像序中每个图像需要有相同的大小，如果是索引图像，色图也要一致。

【例2.2.6-11多帧核磁共振成像的图像。

clear;

mri=uint8(zeros(128,128,1,27));

forframe=l:27

[mri(:,frame),map]=imread('mri.tif',frame);

end

montage(mri,map);%用蒙太奇函数显示所有的帧图像。

mril=mri(:,:,:,1);mri3=mri(:,:,:,3);mri6=mri(:,:,:,6);

mrix=cat(4,mril,mri3,mri6);

figure;

montage(mrix,map);%用蒙太奇函数显示mrix所有的帧图像。

2.3.图像类型转换

数字图像和数据矩阵共有5种类型，它之间是可以转换的。各种类型之间转

换函数由下图示：

/、I=ind2gray(X,map)-

[X,map]索引

像

B

w

u

d

i

t

h

e

r

u

)

I

BGR

U2

Ib

nW

feP

rQ

gV

pbC

am0<=level<=l

)p_

BW=im2bw(RGB,level)

RGB真彩色图像ABW二值图像

【例2.3T】图像类型转换示例，抖动函数的应月。

RGB=imread('board.tif');

imshow(RGB);

X二dither(RGB,hot);%X=dither(RGB,jet);

imshow(X,hot);%imshow(X,jet);

I=rgb2gray(RGB);

imshow(I);

BW二dither(I);

imshow(BW);

2.4.图像数据类之间的转换

MATLAB支持的图像数据类可分为Logical,uint8,uintl6,double四类，它们

之可以相互转换。为了利用自定义的函数对图像进行处理，一般都要求将图像的

数据类转换成double类，当处理完成后，可根据需要再转换成其它类。

图像处理工具箱(IPT)中用于图像数据类之间转换的函数：

函数名称有效的输入图像数据类转换后的图像数据类

Im2uint8Logical,uint8,uintl6,doubleUint8

Im2uint16Logical,uint8,uintl6,doubleUintl6

Im2doubleLogical,uint8,uintl6,doubleDouble

Im2bwUint8,uint16,doubleIxjgical

Mat2grayDoubleDouble范围为［0,1］

图像数据类可以通过下表给出的四个函数来进行判断。其调用格式为:

Image_Tyrpe_YesNo=Is_Image_T\.pe_Command(lmage_Tyrpe_Array)

如果数组数据Image_Type_Array是对应的图像类型，Image_Type_YesNo值返

回1,否则返回Oo

图像数据类的判断函数

函数说明

isbw二值图像的判断

isgray灰度图像的判断

isind索引图像的判断

isrgb真彩色图像的判断

【例2.4-1］数据类判断示例。

delay=3;%显示的持续时间为3秒.

RGB=imread(*board,tif');

Image_Type_YesNol=isrgb(RGB);

if(Image_Type_YesNol==l);

image(RGB);title('正常显示');

end

pause(delay);%暂停3秒

[X,map]=imreadCcanoe,tif');

image(X)

titleC非正常显示')；

pause(delay);%暂停3秒

Image_Type_YesNo2=isind(X);

if(Image_Type_YesNo2==l)

colormap(map);

end

titleC正常显示')；

pause(delay);%暂停3秒

T=imrpad('moon,tif1);

image(I)

titleC非正常显示')；

pause(delay);%暂停3秒

Image_Type_YesNo3=isgray(I);

if(Image_Type_YesNo3==l)

colonnap(gray)

end

titleC正常显示')；

pause(delay);%暂停3秒

BW=imread(,circbw.