MATLAB圖像處理GUI介紹課件

第10章MATLAB圖像處理GUI介紹

10.1圖像處理GUI概述

10.2圖像處理GUI模塊介紹

10.3模塊化圖像處理GUI編程習(xí)題

第10章MATLAB圖像處理GUI介紹

10.110.1圖像處理GUI概述

在使用GUI工具時(shí)，可以直接從命令欄中鍵入GUI工具名稱(chēng)、被處理的圖像(以下稱(chēng)為“目標(biāo)圖像”)，作為參數(shù)賦給GUI工具。MATLAB提供各種不同功能的GUI模塊。在實(shí)現(xiàn)處理功能時(shí)，GUI工具既可以獨(dú)立使用也可以聯(lián)合使用，是一種典型的模塊化處理方式。使用GUI工具處理圖像可分為以下幾個(gè)步驟。10.1圖像處理GUI概述

在使用GUI工具時(shí)，可(1)顯示目標(biāo)圖像。一般使用imshow函數(shù)顯示圖像，如himage=imshow('pout.tif')，顯示結(jié)果如圖10.1所示。返回的變量himage是圖像pout.tif的圖像句柄，圖像句柄類(lèi)似于文件句柄，可用于其它GUI工具作為圖像處理的入口參數(shù)。(1)顯示目標(biāo)圖像。圖10.1imshow顯示的圖像圖10.1imshow顯示的圖像(2)創(chuàng)建與目標(biāo)圖像相關(guān)的GUI。在用imshow顯示圖像后，使用返回的圖像句柄建立GUI或在當(dāng)前默認(rèn)的圖像句柄下，調(diào)用GUI工具可使GUI定位于目標(biāo)圖像。例如下面的代碼實(shí)現(xiàn)了調(diào)用像素信息GUIimpixelinfo對(duì)圖像信息的分析，如圖10.2所示，鼠標(biāo)在圖像上移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)位置上的像素值就顯示在圖像左下方。imshow('pout.tif');impixelinfo(2)創(chuàng)建與目標(biāo)圖像相關(guān)的GUI。圖10.2impixelinfo處理下的圖像界面圖10.2impixelinfo處理下的圖像界面下面的代碼實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定目標(biāo)圖像的處理，方法是將圖像句柄賦予GUI工具，其中imdisplayrange(himage)為圖像灰度值的范圍，處理界面如圖10.3所示。himage=imshow('pout.tif');hpixelinfopanel=impixelinfo(himage);hdrangepanel=imdisplayrange(himage);下面的代碼實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定目標(biāo)圖像的處理，方法是將圖像句柄賦圖10.3imdisplayrange處理下的圖像界面圖10.3imdisplayrange處理下的圖像界面由上面的示例還可看出，impixelinfo和imdisplayrange作為兩個(gè)不同的GUI模塊同時(shí)處于工作狀態(tài)，這是GUI模塊化處理與一般圖像處理函數(shù)之間的明顯區(qū)別。由上面的示例還可看出，impixelinfo和imdis(3)建立GUI和目標(biāo)圖像的互動(dòng)連接。由上面介紹可看出GUI模塊與目標(biāo)圖像的連接是自動(dòng)建立的，但用戶也可以通過(guò)回調(diào)函數(shù)(CallBack)建立各個(gè)工作中的GUI模塊之間的聯(lián)系，這將在10.3節(jié)GUI編程中加以介紹。(3)建立GUI和目標(biāo)圖像的互動(dòng)連接。10.2圖像處理GUI模塊介紹

除了上面介紹的impixelinfo和imdisplayrange模塊以外，下面介紹MATLAB中其它一些常用的GUI模塊，利用這些模塊，用戶可以自由組合出具有一定功能的圖像處理程序。10.2圖像處理GUI模塊介紹

除了上面介紹的imp1．圖像對(duì)比度調(diào)節(jié)(AdjustContrasttool)使用imcontrast可以調(diào)用圖像對(duì)比度控制對(duì)話框，使用對(duì)話框中的控件條可以自由地調(diào)節(jié)圖像的顯示對(duì)比度，其代碼如下：imshow('pout.tif')imcontrast或h=imshow('pout.tif')imcontrast(h)運(yùn)行結(jié)果如圖10.4所示。1．圖像對(duì)比度調(diào)節(jié)(AdjustContrastto圖10.4imcontrast模塊界面圖10.4imcontrast模塊界面2．圖像剪取(CropImagetool)使用imcrop可以實(shí)現(xiàn)圖像局部區(qū)域的選取，如下列代碼所示：imshow('circuit.tif');I=imcrop;figure,imshow(I)運(yùn)行imcrop后使用鼠標(biāo)選取圖形中的一部分區(qū)域，imcrop的返回值為選取區(qū)域圖像的圖像句柄。用鼠標(biāo)選取圖形中的一部分區(qū)域，顯示結(jié)果如圖10.5所示。2．圖像剪取(CropImagetool)圖10.5imcrop對(duì)圖像進(jìn)行的局部選取圖10.5imcrop對(duì)圖像進(jìn)行的局部選取在imcrop中加入坐標(biāo)值可以實(shí)現(xiàn)在特定矩形中的圖像選取，代碼如下：圖10.6

mdistline測(cè)量圖像距離

I=imread('circuit.tif');

I2=imcrop(I,[7568130112]);imshow(I),figure,imshow(I2)在imcrop中加入坐標(biāo)值可以實(shí)現(xiàn)在特定矩形中的圖像選取3.距離測(cè)量(Distancetool)使用mdistline可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像中兩點(diǎn)距離的測(cè)量，其代碼如下：imshow('pout.tif')mdistline測(cè)量結(jié)果如圖10.6所示，距離一般用像素個(gè)數(shù)表示。3.距離測(cè)量(Distancetool)圖10.6

mdistline測(cè)量圖像距離圖10.6mdistline測(cè)量圖像距離4.圖像信息顯示(ImageInformationtool)使用imageinfo可以顯示圖像的詳細(xì)信息，如圖像格式、大小、寬度和高度等，其代碼如下：h=imshow('peppers.png');info=imfinfo('peppers.png');imageinfo(h,info);其中imfinfo得到的是圖像的基本信息，存儲(chǔ)在metadata數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。顯示界面如圖10.7所示。如果調(diào)用imageinfo(h)，則只顯示圖像的詳細(xì)信息(imagedetails)。4.圖像信息顯示(ImageInformation圖10.7imageinfo顯示圖像信息圖10.7imageinfo顯示圖像信息5.圖像縮放比例調(diào)整(Magnificationbox)使用immagbox可以在圖像顯示界面上創(chuàng)建一個(gè)比例縮放的編輯框，實(shí)現(xiàn)圖像大小的調(diào)節(jié)顯示，其代碼如下：hFig=figure('Toolbar','none',...'Menubar','none');hIm=imshow('pears.png');hMagBox=immagbox(hFig,hIm);pos=get(hMagBox,'Position');set(hMagBox,'Position',[00pos(3)pos(4)])顯示結(jié)果如圖10.8所示。5.圖像縮放比例調(diào)整(Magnificationbo圖10.8immagbox縮放顯示圖像圖10.8immagbox縮放顯示圖像6.圖像顯示滾動(dòng)條(ScrollPaneltool)使用imscrollpanel可以得到水平和垂直的滾動(dòng)條，便于顯示較大圖像，其代碼如下：hFig=figure('Toolbar','none',...'Menubar','none');hIm=imshow('saturn.png');hSP=imscrollpanel(hFig,hIm);顯示界面如圖10.9所示。6.圖像顯示滾動(dòng)條(ScrollPaneltool圖10.9imscrollpanel滾動(dòng)條圖10.9imscrollpanel滾動(dòng)條7.圖像全局觀察(Overviewtool)使用imoverview可以在圖像顯示區(qū)域構(gòu)建一個(gè)矩形框，將矩形框內(nèi)的圖像放大到另外一個(gè)窗體內(nèi)，以便觀察圖像的細(xì)節(jié)，其代碼如下：hFig=figure('Toolbar','none',...'Menubar','none');hIm=imshow('tape.png');hSP=imscrollpanel(hFig,hIm);imoverview(hIm);如圖10.10所示，使用鼠標(biāo)可以移動(dòng)矩形框的位置，圖10.10左圖上的三角符號(hào)按鈕可以放大或縮小矩形框的大小。

7.圖像全局觀察(Overviewtool)圖10.10

imoverview顯示圖像的局部區(qū)域圖10.10imoverview顯示圖像的局部區(qū)域8.局部區(qū)域像素值顯示(PixelRegiontool)與imoverview相似，使用impixelregionpanel可以顯示圖像局部區(qū)域的像素值，其代碼如下：himage=imshow('peppers.png');hfigure=figure;hpanel=impixelregionpanel(hfigure,himage);對(duì)于灰度圖顯示灰度值，對(duì)于RGB彩色圖顯示RGB值，如圖10.11所示。8.局部區(qū)域像素值顯示(PixelRegionto圖10.11

impixelregionpanel顯示圖像像素值圖10.11impixelregionpanel顯示圖像10.3模塊化圖像處理GUI編程10.3.1位置控制在使用不同的GUI模塊時(shí)，模塊在界面上的位置是默認(rèn)的，如impixelinfo總是出現(xiàn)在圖像的左下角，但用戶可能對(duì)模塊的位置提出不同的要求，這就需要對(duì)模塊的位置進(jìn)行編程。為了確定模塊的位置，可以使用一個(gè)4維向量[leftbottomwidthheight]來(lái)定義模塊對(duì)象的位置，其中l(wèi)eft和bottom是指模塊距離圖像界面figure右邊和底邊的距離，width和height定義模塊的寬度和高度。10.3模塊化圖像處理GUI編程10.3.1位置控制函數(shù)set可以改變模塊對(duì)象位置屬性，使用語(yǔ)法為set(hpixreg,'units','normalized','position'，[leftbottomwidthheight])。下面一段代碼定義了一個(gè)my_pixinfotool函數(shù)，使用set函數(shù)實(shí)現(xiàn)將impixelregionpanel模塊鑲嵌在目標(biāo)圖像區(qū)域之中。functionmy_pixinfotool(im)%建立figure,設(shè)置屬性hfig=figure('Toolbar','none',...‘Menubar’,‘none’,...函數(shù)set可以改變模塊對(duì)象位置屬性，使用語(yǔ)法為set(h'Name','MyPixelInfoTool',...'NumberTitle','off',...'IntegerHandle','off');himage=imshow(im);%加入像素信息impixelinfo模塊hpixinfo=impixelinfo(himage);%加入impixelregionpanel模塊hpixreg?=impixelregionpanel(hfig,himage);%設(shè)置impixelinfo的位置set(hpixreg,'units','normalized','position',[00.0810.4])下面調(diào)用my_pixinfotool函數(shù)，顯示結(jié)果如圖10.12所示。'Name','MyPixelInfoTool圖10.12設(shè)定impixelregionpanel的位置圖10.12設(shè)定impixelregionpanel的位10.3.2連接性回調(diào)API函數(shù)GUI模塊和目標(biāo)圖像之間要實(shí)現(xiàn)信息交流需要建立相互之間的連接關(guān)系，比如當(dāng)調(diào)用imoverview模塊時(shí)，如圖10.10所示，移動(dòng)局部顯示框的滾動(dòng)條位置可以改變?nèi)诛@示框中的矩形框的位置，同樣點(diǎn)擊全局顯示框中三角型按鈕改變矩形框的大小可以相應(yīng)地改變局部顯示框中的顯示范圍。10.3.2連接性回調(diào)API函數(shù)GUI模塊通過(guò)調(diào)用回調(diào)(CallBack)函數(shù)(一種消息API，ApplicationProgrammerInterface，接口函數(shù))實(shí)現(xiàn)模塊的連接性關(guān)系，如immagbox模塊(圖10.8所示)支持setMagnificationAPI。當(dāng)設(shè)定編輯框中的放大倍率時(shí)，immagbox模塊回調(diào)setMagnification函數(shù)，通知圖像顯示滾動(dòng)條改變放大倍率。GUI模塊通過(guò)調(diào)用回調(diào)(CallBack)函數(shù)(一種消為進(jìn)一步說(shuō)明回調(diào)函數(shù)的應(yīng)用，我們建立一個(gè)雙圖像顯示GUI函數(shù)名為my_image_compare，調(diào)用多個(gè)ScrollPanelAPI函數(shù)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)圖像的同步滾動(dòng)和同步放大。my_image_compare的代碼如下：functionmy_image_compare(left_image,right_image)%建立圖像對(duì)象hFig=figure('Toolbar','none',...'Menubar','none',...Name','雙圖像顯示',...為進(jìn)一步說(shuō)明回調(diào)函數(shù)的應(yīng)用，我們建立一個(gè)雙圖像顯示GUI'NumberTitle','off',...'IntegerHandle','off');%顯示左邊圖像subplot(121)hImL=imshow(left_image);%顯示右邊圖像subplot(122)hImR=imshow(right_image);%建立左圖像滾動(dòng)條'NumberTitle','off',...hSpL=imscrollpanel(hFig,hImL);set(hSpL,'Units','normalized',...'Position',[00.1.50.9])%建立右圖像滾動(dòng)條hSpR=imscrollpanel(hFig,hImR);set(hSpR,'Units','normalized',...'Position',[0.50.1.50.9])hSpL=imscrollpanel(hFig,hImL%加入縮放比例調(diào)整編輯框hMagBox=immagbox(hFig,hImL);pos=get(hMagBox,'Position');set(hMagBox,'Position',[00pos(3)pos(4)])%加入全局-局部顯示工具imoverview(hImL)%從左右圖像中得到API接口%加入縮放比例調(diào)整編輯框apiL=iptgetapi(hSpL);apiR=iptgetapi(hSpR);%同步左右圖像的縮放比例apiL.setMagnification(apiR.getMagnification())apiL=iptgetapi(hSpL);%同步左右圖像的局部顯示區(qū)域apiL.setVisibleLocation(apiR.getVisibleLocation())%加入回調(diào)函數(shù)，當(dāng)右邊圖像的放大比率變化時(shí)，通知左邊圖像做相應(yīng)變化apiL.addNewMagnificationCallback(apiR.setMagnification);%加入回調(diào)函數(shù)，當(dāng)左邊圖像的放大比率變化時(shí)，通知右邊圖像做相應(yīng)變化apiR.addNewMagnificationCallback(apiL.setMagnification);%同步左右圖像的局部顯示區(qū)域%加入回調(diào)函數(shù)，當(dāng)右邊圖像的顯示區(qū)域被imoverview改變時(shí)，通知左邊圖像做?%相應(yīng)變化apiL.addNewLocationCallback(apiR.setVisibleLocation);%加入回調(diào)函數(shù),當(dāng)左邊圖像的顯示區(qū)域被imoverview改變時(shí)，通知右邊圖像做相%應(yīng)變化apiR.addNewLocationCallback(apiL.setVisibleLocation);%加入回調(diào)函數(shù)，當(dāng)右邊圖像的顯示區(qū)域被imoverview改下面代碼調(diào)用my_image_compare函數(shù)將一幅圖像和它的邊界圖像并排顯示在一個(gè)figure對(duì)象中。如圖10.13所示，my_image_compare中的addNewMagnificationCallback和addNewLocationCallback回調(diào)函數(shù)使得左右圖像縮放比率和顯示區(qū)域保持完全同步的變化。left_image=imread('d:/gugong.jpg');right_image=edge(left_image(:,:,1),'canny');my_image_compare(left_image,right_image);下面代碼調(diào)用my_image_compare函數(shù)將一幅圖圖10.13my_image_compare顯示的圖像圖10.13my_image_compare顯示的圖像10.3.3自定義GUI模塊除了工具箱提供的現(xiàn)有GUI模塊外，用戶還可以根據(jù)自己的需要自定義GUI模塊。為了支持自定義GUI模塊，MATLAB提供了一系列工具函數(shù)來(lái)輔助用戶實(shí)現(xiàn)各種界面交互功能。這些工具函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)增加或刪除回調(diào)函數(shù)、排列對(duì)齊窗口中的圖像、檢查模塊的輸入?yún)?shù)、打開(kāi)和保存圖像文件等功能，如表10.1所示。10.3.3自定義GUI模塊表10.1自定義GUI工具函數(shù)表10.1自定義GUI工具函數(shù)另外，為了增強(qiáng)人機(jī)交互功能，MATLAB還提供了一些幾何圖形操作函數(shù)，如點(diǎn)、線、矩形、橢圓形和多邊形等圖形的人機(jī)操作函數(shù)，如表10.2所示。這些工具使得用戶可以對(duì)圖像區(qū)域進(jìn)行選取和度量，例如以下代碼運(yùn)行多邊形impoly函數(shù)，使用鼠標(biāo)選定頂點(diǎn)可以得到如圖10.14所示的多邊形。另外，為了增強(qiáng)人機(jī)交互功能，MATLAB還提供了一些幾何表10.2GUI幾何交互工具表10.2GUI幾何交互工具figure,imshow('pout.tif');h=impolyposition=wait(h);圖10.14impoly繪制的多邊形figure,imshow('pout.tif');圖10下面以一個(gè)角度測(cè)量為例進(jìn)一步演示如何自定義GUI模塊，取模塊名為my_angle_measurement_tool，使用impoly在一張圖像上繪制折線，取折線的坐標(biāo)值來(lái)計(jì)算角度。functionmy_angle_measurement_tool(im)%建立figure對(duì)象figure('Name','MyAngleMeasurementTool',...'NumberTitle','off',...'IntegerHandle','off');下面以一個(gè)角度測(cè)量為例進(jìn)一步演示如何自定義GUI模塊，取%顯示圖像imshow(im);%得到圖像大小m=size(im,1);n=size(im,2);%得到多邊形折線的中點(diǎn)midy=ceil(m/2);midx=ceil(n/2);%顯示圖像%設(shè)置多邊形折線的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)firstx=midx;firsty=midy-ceil(m/4);lastx=midx+ceil(n/4);lasty=midy;%在圖像上繪制折線h=impoly(gca,[firstx,firsty;midx,midy;lastx,lasty],'Closed',false);api=iptgetapi(h);%得到折線的頂點(diǎn)位置%設(shè)置多邊形折線的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)initial_position=api.getPosition()%計(jì)算并顯示角度updateAngle(init