第11章圖形圖像顯示ppt課件

1、第第1111章章 圖形圖像顯示圖形圖像顯示圖形圖像顯示是將連續(xù)數(shù)據(jù)或者離散進行數(shù)據(jù)可視化的一種圖形圖像顯示是將連續(xù)數(shù)據(jù)或者離散進行數(shù)據(jù)可視化的一種重要處理方法。重要處理方法。MATLAB是基于向量數(shù)組的高級程是基于向量數(shù)組的高級程序語言，從本質(zhì)上，序語言，從本質(zhì)上，MATLAB就可以提供對圖形和圖像就可以提供對圖形和圖像處理提供有效的技術(shù)支持。本章對處理提供有效的技術(shù)支持。本章對MATLAB的圖像處理的圖像處理，圖像格式與，圖像格式與MATLAB圖像類型，圖像類型，MATLAB圖像顯示方圖像顯示方法和法和MATLAB圖形顯示命令等基礎(chǔ)內(nèi)容進行了簡單介紹圖形顯示命令等基礎(chǔ)內(nèi)容進行了簡單介紹，并介

2、紹了，并介紹了VC+調(diào)用調(diào)用MATLAB函數(shù)進行繪圖和圖像處理函數(shù)進行繪圖和圖像處理的方法，最后給出了綜合實例。的方法，最后給出了綜合實例。11.1 VC+11.1 VC+和和MATLABMATLAB圖形圖像處理混合編程圖形圖像處理混合編程原則原則圖形圖像處理的基本內(nèi)容包括：以二維和三維的方式顯示圖圖形圖像處理的基本內(nèi)容包括：以二維和三維的方式顯示圖形。對不同類型的圖象進行讀寫和顯示。處理的圖像類形。對不同類型的圖象進行讀寫和顯示。處理的圖像類型包括二進制圖像、灰度圖像、索引圖像、型包括二進制圖像、灰度圖像、索引圖像、RGB圖像和圖像和磁盤圖像等。磁盤圖像等。11.2.1 VC+11.2.1

3、VC+的圖像處理方法的圖像處理方法VC+處理圖形圖像比較復(fù)雜，在處理圖形圖像比較復(fù)雜，在VC+中提供了操作圖像的中提供了操作圖像的基礎(chǔ)基礎(chǔ)COM對象類對象類IPicture，如果需要讀取，如果需要讀取bmp，jpg等圖等圖像文件，則需要編寫代碼實現(xiàn)圖像的打開讀?。?，并像文件，則需要編寫代碼實現(xiàn)圖像的打開讀?。⒃谠赩C+運行界面的視圖區(qū)顯示。運行界面的視圖區(qū)顯示。11.2.2 VC+11.2.2 VC+圖形處理方法圖形處理方法在在VC+ MFC中沒有提供現(xiàn)成的類或函數(shù)實現(xiàn)正中沒有提供現(xiàn)成的類或函數(shù)實現(xiàn)正玹玹，余，余玹玹曲曲線等曲線的繪制功能。通常需要使用類似的函數(shù)進行變線等曲線的繪制功能。通

4、常需要使用類似的函數(shù)進行變通實現(xiàn)，可以使用折線函數(shù)通實現(xiàn)，可以使用折線函數(shù)PolylineTo ()，Polyline()等函等函數(shù)。函數(shù)的基本語法格式為：數(shù)。函數(shù)的基本語法格式為：BOOL PolylineTo( const POINT* lpPoints, int nCount );BOOL Polyline( LPPOINT lpPoints, int nCount );11.2.3 VC+11.2.3 VC+和和MATLABMATLAB圖形圖像處理的接口圖形圖像處理的接口設(shè)計設(shè)計VC+和和MATLAB混合編程進行圖形圖像處理，通常采用混合編程進行圖形圖像處理，通常采用Matcom方法進

5、行混合編程，即將方法進行混合編程，即將MATLAB的源代碼譯成的源代碼譯成同等功能的同等功能的C+源代碼。然后在具體的工程中包含必要的源代碼。然后在具體的工程中包含必要的lib,dll以及以及h文件，就可以完全脫離文件，就可以完全脫離MATLAB環(huán)境實現(xiàn)對環(huán)境實現(xiàn)對MATLAB函數(shù)和過程的有效調(diào)用。函數(shù)和過程的有效調(diào)用。11.3 MATLAB11.3 MATLAB圖像處理基礎(chǔ)圖像處理基礎(chǔ)本節(jié)主要介紹如何顯示圖像，查看內(nèi)存中的圖像，圖像灰度本節(jié)主要介紹如何顯示圖像，查看內(nèi)存中的圖像，圖像灰度分布直方圖均衡化，圖像文件的保存和查看圖像文件中分布直方圖均衡化，圖像文件的保存和查看圖像文件中的內(nèi)容等內(nèi)

6、容。的內(nèi)容等內(nèi)容。11.3.1 11.3.1 顯示圖像顯示圖像為了顯示圖像，首先清除為了顯示圖像，首先清除MATLAB 所有的工作平臺變量所有的工作平臺變量, 關(guān)關(guān)閉已打開的圖形窗口。其程序代碼如下閉已打開的圖形窗口。其程序代碼如下:clear;close all;11.3.2 11.3.2 查內(nèi)存中的圖像查內(nèi)存中的圖像使用使用whos 命令來查看圖像數(shù)據(jù)命令來查看圖像數(shù)據(jù)I是如何存儲在內(nèi)存中是如何存儲在內(nèi)存中, 其命其命令格式為令格式為:whos執(zhí)行后執(zhí)行后MATLAB中會得到如下圖像的信息：中會得到如下圖像的信息：Name Size Bytes ClassI 291 240 69840 u

7、int8 arrayGrand total is 69840 elements using 69840 bytes11.3.3 11.3.3 圖像灰度分布直方圖均衡化圖像灰度分布直方圖均衡化為了觀察圖像當(dāng)前狀態(tài)下亮度分布情況，可以通過使用為了觀察圖像當(dāng)前狀態(tài)下亮度分布情況，可以通過使用imhist()函數(shù)創(chuàng)建描述該圖像灰度分布的直方圖。調(diào)入函數(shù)創(chuàng)建描述該圖像灰度分布的直方圖。調(diào)入MATLAB自帶的圖像文件自帶的圖像文件pout.tif，避免直方圖覆蓋圖像，避免直方圖覆蓋圖像數(shù)組數(shù)組I的顯示結(jié)果。的顯示結(jié)果。11.3.4 11.3.4 圖像文件的保存圖像文件的保存將前面進行灰度值處理后的圖像將前

8、面進行灰度值處理后的圖像I2保存到磁盤上。若希望將保存到磁盤上。若希望將該圖像保存為該圖像保存為PNG格式的圖像文件格式的圖像文件, 可以使用可以使用imwrite()函函數(shù)并指定一個文件名數(shù)并指定一個文件名, 該文件的擴展名為該文件的擴展名為.png。其命令格。其命令格式為式為:imwrite(I2,pout2.png); 11.3.5 11.3.5 查新生成文件的內(nèi)容查新生成文件的內(nèi)容利用利用imfinfo()函數(shù)可以觀察上述語句將什么內(nèi)容保存在磁盤函數(shù)可以觀察上述語句將什么內(nèi)容保存在磁盤上。需要注意的是：在上。需要注意的是：在imfinfo()函數(shù)語句行末尾不要加上函數(shù)語句行末尾不要加上

9、分號，以保證分號，以保證MATLAB能夠顯示圖像輸出結(jié)果；另外，能夠顯示圖像輸出結(jié)果；另外，要保證此時的路徑與調(diào)用要保證此時的路徑與調(diào)用imwrite()函數(shù)時的路徑一致。函數(shù)時的路徑一致。使用方法為，使用方法為，imfinfo(pout2.png)11.4.1 11.4.1 常用圖像格式常用圖像格式圖像格式指的是存儲圖像采用的文件格式。不同類型的操作圖像格式指的是存儲圖像采用的文件格式。不同類型的操作系統(tǒng)下使用不同的圖像處理軟件，所支持的圖像格式都系統(tǒng)下使用不同的圖像處理軟件，所支持的圖像格式都有可能不同。在實際應(yīng)用中經(jīng)常會遇到的圖像格式包括有可能不同。在實際應(yīng)用中經(jīng)常會遇到的圖像格式包括T

10、IFTIF、GIFGIF、TIFFTIFF、PCXPCX、WMFWMF、JPEGJPEG、PSDPSD、PCDPCD等。等。11.4.2 MATLAB11.4.2 MATLAB圖像類型圖像類型圖像類型是指數(shù)組數(shù)值與像素顏色之間定義的關(guān)系，它與圖圖像類型是指數(shù)組數(shù)值與像素顏色之間定義的關(guān)系，它與圖像格式概念有所不同，在像格式概念有所不同，在MATLAB 圖像處理工具箱中，圖像處理工具箱中，有五種類型的圖像有五種類型的圖像1.二進制圖像二進制圖像2.索引圖像索引圖像3.多幀圖像多幀圖像4.灰度圖像灰度圖像5.RGB 圖像圖像11.4.3 MATLAB11.4.3 MATLAB圖像類型轉(zhuǎn)換圖像類型轉(zhuǎn)

11、換MATLAB圖像處理工具箱支持索引圖像、灰度圖像、二進圖像處理工具箱支持索引圖像、灰度圖像、二進制圖像和真色彩制圖像和真色彩RGB圖像等基本圖像類型。這些圖圖像等基本圖像類型。這些圖像類型可以根據(jù)需要進行相互轉(zhuǎn)換，像類型可以根據(jù)需要進行相互轉(zhuǎn)換，MATLAB中圖像類中圖像類型的轉(zhuǎn)換主要通過函數(shù)來實現(xiàn)型的轉(zhuǎn)換主要通過函數(shù)來實現(xiàn)11.5 MATLAB11.5 MATLAB圖像顯示命令圖像顯示命令圖像的顯示過程就是將圖像從一組離散數(shù)據(jù)還原為一幅可見圖像的顯示過程就是將圖像從一組離散數(shù)據(jù)還原為一幅可見的圖像。圖像的顯示是提高圖像處理分析性能非常有用的圖像。圖像的顯示是提高圖像處理分析性能非常有用的一

12、個手段，通過圖像的顯示，可以監(jiān)視圖像處理過程的一個手段，通過圖像的顯示，可以監(jiān)視圖像處理過程，并與處理分析交互地控制處理分析過程。圖像顯示最，并與處理分析交互地控制處理分析過程。圖像顯示最重要的特性是圖像的大小、光度分辨率、灰度線性、平重要的特性是圖像的大小、光度分辨率、灰度線性、平坦能力和噪聲特性等，這些特性將共同決定一個數(shù)字圖坦能力和噪聲特性等，這些特性將共同決定一個數(shù)字圖像顯示系統(tǒng)的質(zhì)量，以及其在特定應(yīng)用中的適用性等性像顯示系統(tǒng)的質(zhì)量，以及其在特定應(yīng)用中的適用性等性能指標(biāo)。能指標(biāo)。11.5.1 MATLAB11.5.1 MATLAB圖像的讀寫和顯示圖像的讀寫和顯示1.讀寫圖像文件讀寫圖像

13、文件2.圖像的顯示函數(shù)圖像的顯示函數(shù)11.5.2 11.5.2 二進制圖像的顯示方法二進制圖像的顯示方法在在MATLAB中，二進制圖像是一個邏輯類，僅包括中，二進制圖像是一個邏輯類，僅包括 0 和和 1 兩個數(shù)值。像素兩個數(shù)值。像素0顯示為黑色，像素顯示為黑色，像素1顯示為白色。顯示顯示為白色。顯示時，也可通過時，也可通過NOT()命令，對二進制圖象進行取反，使命令，對二進制圖象進行取反，使數(shù)值數(shù)值 0 顯示為白色；顯示為白色；1 顯示為黑色。顯示為黑色。Imshow()函數(shù)顯示二函數(shù)顯示二進制位圖的語法如下：進制位圖的語法如下：imshow(BW)11.5.3 11.5.3 灰度圖像的顯示方

14、法灰度圖像的顯示方法存儲灰度圖像只需要一個數(shù)據(jù)矩陣進行顯示。數(shù)據(jù)類型可以存儲灰度圖像只需要一個數(shù)據(jù)矩陣進行顯示。數(shù)據(jù)類型可以是是double，0，1；也可以是；也可以是uint8。調(diào)用。調(diào)用imshow函數(shù)顯函數(shù)顯示灰度圖像的語法如下：示灰度圖像的語法如下：imshow(I)imshow(I,N)11.5.4 11.5.4 索引圖像的顯示方法索引圖像的顯示方法索引圖像包含兩個結(jié)構(gòu)：一個是調(diào)色板，另一個是圖像數(shù)據(jù)索引圖像包含兩個結(jié)構(gòu)：一個是調(diào)色板，另一個是圖像數(shù)據(jù)矩陣。調(diào)色板是一個有矩陣。調(diào)色板是一個有3列和若干行的色彩映象矩陣，矩列和若干行的色彩映象矩陣，矩陣每行代表一種顏色，陣每行代表一種顏

15、色，3列分別代表紅、綠、藍(lán)色強度的列分別代表紅、綠、藍(lán)色強度的雙精度數(shù)。利用雙精度數(shù)。利用imshow()函數(shù)顯示函數(shù)顯示MATLAB的索引圖像的索引圖像時，可以同時指定圖像的數(shù)據(jù)矩陣和顏色映射表，語法時，可以同時指定圖像的數(shù)據(jù)矩陣和顏色映射表，語法格式為，格式為，imshow(X,map)其中，對于其中，對于X中的每個像素，中的每個像素，imshow都將其顯示為存儲在都將其顯示為存儲在map映射表矩陣的相應(yīng)的行所對應(yīng)的顏色。映射表矩陣的相應(yīng)的行所對應(yīng)的顏色。11.5.5 RGB11.5.5 RGB圖像的顯示方法圖像的顯示方法1.image(RGB) 2.imshow(RGB) 11.5.6

16、11.5.6 磁盤圖像的直接顯示磁盤圖像的直接顯示可以使用以下命令直接顯示硬盤上的圖像文件，語法格式為可以使用以下命令直接顯示硬盤上的圖像文件，語法格式為，imshow filename其中，參數(shù)其中，參數(shù)filename 為要顯示的圖像文件的文件名。為要顯示的圖像文件的文件名。 如果圖如果圖像是多幀的，那么像是多幀的，那么 imshow()函數(shù)將僅顯示第一幀。但需函數(shù)將僅顯示第一幀。但需注意，在使用這種方式時，圖像數(shù)據(jù)沒有保存在注意，在使用這種方式時，圖像數(shù)據(jù)沒有保存在MATLAB的工作空間中。如果希望將圖像裝入工作空間的工作空間中。如果希望將圖像裝入工作空間中，需使用中，需使用getima

17、ge()函數(shù)從當(dāng)前的句柄圖形圖像對象中函數(shù)從當(dāng)前的句柄圖形圖像對象中獲取圖像數(shù)據(jù)，其簡單的語法形式為：獲取圖像數(shù)據(jù)，其簡單的語法形式為： rgb getimage; 11.6 MATLAB11.6 MATLAB圖形顯示命令圖形顯示命令MATLAB提供了很多圖形顯示命令。用戶可以根據(jù)需要選提供了很多圖形顯示命令。用戶可以根據(jù)需要選擇不同的命令進行二維圖形、三維圖形、以及餅圖，直擇不同的命令進行二維圖形、三維圖形、以及餅圖，直方圖等特殊圖形的繪制，一些圖形顯示命令的功能簡介方圖等特殊圖形的繪制，一些圖形顯示命令的功能簡介如下，具體的使用語法格式可以參考如下，具體的使用語法格式可以參考MATLAB的

18、幫助文的幫助文件。件。11.7 VC+11.7 VC+和和MATLABMATLAB圖形圖像處理應(yīng)用實例圖形圖像處理應(yīng)用實例本節(jié)給出了本節(jié)給出了VC+中調(diào)用中調(diào)用MATLAB函數(shù)畫圖、利用函數(shù)畫圖、利用Matcom繪制動態(tài)曲線以及二維和三維曲線繪制綜合應(yīng)用的三個繪制動態(tài)曲線以及二維和三維曲線繪制綜合應(yīng)用的三個實例。實例。11.7.1 VC+11.7.1 VC+中調(diào)用中調(diào)用MATLABMATLAB函數(shù)畫圖函數(shù)畫圖通過通過VC+編程調(diào)用編程調(diào)用MATLAB函數(shù)進行繪圖主要有兩種方法函數(shù)進行繪圖主要有兩種方法，一種方法是在，一種方法是在VC+中調(diào)用中調(diào)用MATAB生成的生成的COM組件，組件，調(diào)用調(diào)用COM組件的方法，第二種方法是通過組件的方法，第二種方法是通過MATCOM的的方法調(diào)用方法調(diào)用MATLAB函數(shù)的方法。第一種方法在第七章已函數(shù)的方法。第一種方法在第七章已經(jīng)介紹并給出了實例，本節(jié)將介紹第二種方法。經(jīng)介紹并給出了實例，本節(jié)將介紹第二種方法。11.7.2 11.7.2 利用利用MatcomMatcom繪制動態(tài)曲線繪制動態(tài)曲線在實際的科學(xué)研究和工程應(yīng)用中，繪制曲線圖形通常會涉及在實際的科學(xué)研究和工程應(yīng)用中，繪制曲線圖形通常會涉及到靜態(tài)曲線和動態(tài)曲線，靜態(tài)曲線由于函數(shù)關(guān)系明確，到靜