图像处理基础算法

来源:互联网 发布:批量提取word表格数据 编辑:程序博客网 时间:2024/06/04 23:21

图像分割基础算法及实现实例

标签: 图像分割
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    最近的项目涉及到了图像处理领域,小小研究了一番,同时收集资料实现了几个基础功能。

    一、图像反转

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. I=imread('input_image.jpg');  
    2. J=double(I);  
    3. J=-J+(256-1); %图像反转线性变换  
    4. H=uint8(J);  
    5. subplot(3,3,4),imshow(H);  
    6. title('图像反转线性变换');  
    7. axis([50,250,50,200]);  
    8. axis on;  

    二、灰度线性变换

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. I=imread('input_image.jpg');  
    2. subplot(3,3,1),imshow(I);  
    3. title('原始图像');  
    4. axis([50,250,50,200]);  
    5. axis on;  
    6.   
    7. I1 = rgb2gray(I);  
    8. subplot(3,3,2),imshow(I1)  
    9. title('灰度图像')  
    10. axis([50,250,50,200]);  
    11. grid on;  
    12. axis on;  
    13. K=imadjust(I1,[0.3 0.7],[]);  
    14. subplot(3,3,3),imshow(K);  
    15. title('线性变换图像[0.3 0.7]');  
    16. axis([50,250,20,200]);  
    17. grid on;  
    18. axis on;  
    三、非线性变换

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. I=imread('input_image.jpg');  
    2. I1 = rgb2gray(I);  
    3. subplot(3,3,5),imshow(I1);  
    4. title('灰度图像');  
    5. axis([50,250,50,200]);  
    6. grid on; %显示网格线  
    7. axis on; %显示坐标系  
    8. J=double(I1);  
    9. J=40*(log(J+1));  
    10. H=uint8(J);  
    11. subplot(3,3,6),imshow(H);  
    12. title('对数变换图像');  
    13. axis([50,250,50,200]);  
    14. grid on; %显示网格线  
    15. axis on; %显示坐标系  

    上述代码结果:


    四、直方图均衡化

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. I=imread('input_image.jpg');  
    2. figure;  
    3. I=rgb2gray(I);  
    4. subplot(2,2,1);  
    5. imshow(I);  
    6.    
    7. subplot(2,2,2);  
    8. imhist(I);  
    9. title('直方图均衡化图像');  
    10.    
    11. I1 = histeq(I);  
    12. subplot(2,2,3);  
    13. imshow(I1);  
    14. subplot(2,2,4);  
    15. imhist(I1);  

    上述代码结果:


    五、线性平滑滤波器
    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. I=imread('input_image.jpg');  
    2. figure;  
    3. subplot(231)  
    4. imshow(I)  
    5. title('原始图像')  
    6. I=rgb2gray(I);  
    7. I1=imnoise(I,'salt & pepper',0.02);  
    8. subplot(232)  
    9. imshow(I1)  
    10. title('添加椒盐噪声的图像')  
    11.    
    12. k1=filter2(fspecial('average',3),I1)/255; %进行3*3模板平滑滤波  
    13. k2=filter2(fspecial('average',5),I1)/255; %进行5*5模板平滑滤波  
    14. k3=filter2(fspecial('average',7),I1)/255; %进行7*7模板平滑滤波  
    15. k4=filter2(fspecial('average',9),I1)/255; %进行9*9模板平滑滤波  
    16. subplot(233),imshow(k1);title('3*3模板平滑滤波');  
    17. subplot(234),imshow(k2);title('5*5模板平滑滤波');  
    18. subplot(235),imshow(k3);title('7*7模板平滑滤波');  
    19. subplot(236),imshow(k4);title('9*9模板平滑滤波');  

    上述代码结果:


    六、中值滤波器

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. figure;  
    2. I=imread('input_image.jpg');  
    3. I=rgb2gray(I);  
    4. subplot(231),imshow(I);  
    5. title('原图像');  
    6.    
    7. J=imnoise(I,'salt & pepper',0.02);  
    8. subplot(232),imshow(J);  
    9. title('添加椒盐噪声图像');  
    10.    
    11. k1=medfilt2(J); %进行3*3模板中值滤波  
    12. k2=medfilt2(J,[5,5]); %进行5*5模板中值滤波  
    13. k3=medfilt2(J,[7,7]); %进行7*7模板中值滤波  
    14. k4=medfilt2(J,[9,9]); %进行9*9模板中值滤波  
    15. subplot(233),imshow(k1);title('3*3模板中值滤波');  
    16. subplot(234),imshow(k2);title('5*5模板中值滤波');  
    17. subplot(235),imshow(k3);title('7*7模板中值滤波');  
    18. subplot(236),imshow(k4);title('9*9模板中值滤波');  

    上述代码结果:


    七、用Sobel算子和拉普拉斯对图像锐化

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. figure;  
    2. I=imread('input_image.jpg');  
    3. subplot(2,2,1),imshow(I);  
    4. title('原始图像');  
    5. axis([50,250,50,200]);  
    6. grid on; %显示网格线  
    7. axis on; %显示坐标系  
    8. I1=im2bw(I);  
    9. subplot(2,2,2),imshow(I1);  
    10. title('二值图像');  
    11. axis([50,250,50,200]);  
    12. grid on; %显示网格线  
    13. axis on; %显示坐标系  
    14. H=fspecial('sobel'); %选择sobel算子  
    15. J=filter2(H,I1); %卷积运算  
    16. subplot(2,2,3),imshow(J);  
    17. title('sobel算子锐化图像');  
    18. axis([50,250,50,200]);  
    19. grid on; %显示网格线  
    20. axis on; %显示坐标系  
    21.    
    22. I1 = double(I1);  
    23. h=[0 1 0,1 -4 1,0 1 0]; %拉普拉斯算子  
    24. J1=conv2(I1,h,'same'); %卷积运算  
    25. subplot(2,2,4),imshow(J1);  
    26. title('拉普拉斯算子锐化图像');  
    27. axis([50,250,50,200]);  
    28. grid on; %显示网格线  
    29. axis on; %显示坐标系  

    上述代码结果:


    八、梯度算子检测边缘

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. figure;  
    2. I=imread('input_image.jpg');  
    3. subplot(2,3,1);  
    4. imshow(I);  
    5. title('原始图像');  
    6. axis([50,250,50,200]);  
    7. grid on; %显示网格线  
    8. axis on; %显示坐标系  
    9. I1=im2bw(I);  
    10. subplot(2,3,2);  
    11. imshow(I1);  
    12. title('二值图像');  
    13. axis([50,250,50,200]);  
    14. grid on; %显示网格线  
    15. axis on; %显示坐标系  
    16. I2=edge(I1,'roberts');  
    17.    
    18. subplot(2,3,3);  
    19. imshow(I2);  
    20. title('roberts算子分割结果');  
    21. axis([50,250,50,200]);  
    22. grid on; %显示网格线  
    23. axis on; %显示坐标系  
    24. I3=edge(I1,'sobel');  
    25. subplot(2,3,4);  
    26. imshow(I3);  
    27. title('sobel算子分割结果');  
    28. axis([50,250,50,200]);  
    29. grid on; %显示网格线  
    30. axis on; %显示坐标系  
    31. I4=edge(I1,'Prewitt');  
    32. subplot(2,3,5);  
    33. imshow(I4);  
    34. title('Prewitt算子分割结果');  
    35. axis([50,250,50,200]);  
    36. grid on; %显示网格线  
    37. axis on; %显示坐标系  
    九、LOG算子检测边缘
    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. I1=rgb2gray(I);  
    2. I2=edge(I1,'log');  
    3. subplot(2,3,6);  
    4. imshow(I2);  
    5. title('log算子分割结果');  

    上述代码结果:


    十、Canny算子检测边缘
    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. figure;  
    2. I=imread('input_image.jpg');  
    3. subplot(2,2,1);  
    4. imshow(I);  
    5. title('原始图像')  
    6. I1=rgb2gray(I);  
    7. subplot(2,2,2);  
    8. imshow(I1);  
    9. title('灰度图像');  
    10. I2=edge(I1,'canny');  
    11. subplot(2,2,3);  
    12. imshow(I2);  
    13. title('canny算子分割结果');  

    上述代码结果:


    十一、边界跟踪(bwtraceboundary函数)

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. I=imread('input_image.jpg');  
    2. figure  
    3. subplot(2,2,1);  
    4. imshow(I);  
    5. title('原始图像');  
    6.    
    7. I1=rgb2gray(I); %将彩色图像转化灰度图像  
    8. threshold=graythresh(I1); %计算将灰度图像转化为二值图像所需的门限  
    9. BW=im2bw(I1, threshold); %将灰度图像转化为二值图像  
    10. subplot(2,2,2);  
    11. imshow(BW);  
    12. title('二值图像');  
    13.    
    14. dim=size(BW);  
    15. col=round(dim(2)/2)-90; %计算起始点列坐标  
    16. row=find(BW(:,col),1); %计算起始点行坐标  
    17. connectivity=8;  
    18. num_points=180;  
    19. contour=bwtraceboundary(BW,[row,col],'N',connectivity,num_points);  
    20. %提取边界  
    21. subplot(2,2,3);  
    22. imshow(I1);  
    23. hold on;  
    24. plot(contour(:,2),contour(:,1), 'g','LineWidth' ,2);  
    25. title('边界跟踪图像');  

    上述代码结果:


    十二、Hough变换

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. figure;  
    2. I=imread('input_image.jpg');  
    3. rotI=rgb2gray(I);  
    4. subplot(2,2,1);  
    5. imshow(rotI);  
    6. title('灰度图像');  
    7. axis([50,250,50,200]);  
    8. grid on;  
    9. axis on;  
    10. BW=edge(rotI,'prewitt');  
    11. subplot(2,2,2);  
    12. imshow(BW);  
    13. title('prewitt算子边缘检测后图像');  
    14. axis([50,250,50,200]);  
    15. grid on;  
    16. axis on;  
    17. [H,T,R]=hough(BW);  
    18. subplot(2,2,3);  
    19. imshow(H,[],'XData',T,'YData',R,'InitialMagnification','fit');  
    20. title('霍夫变换图');  
    21. xlabel('\theta'),ylabel('\rho');  
    22. axis on , axis normal, hold on;  
    23. P=houghpeaks(H,5,'threshold',ceil(0.3*max(H(:))));  
    24. x=T(P(:,2));y=R(P(:,1));  
    25. plot(x,y,'s','color','white');  
    26. lines=houghlines(BW,T,R,P,'FillGap',5,'MinLength',7);  
    27. subplot(2,2,4);imshow(rotI);  
    28. title('霍夫变换图像检测');  
    29. axis([50,250,50,200]);  
    30. grid on;  
    31. axis on;  
    32. hold on;  
    33. max_len=0;  
    34. for k=1:length(lines)  
    35. xy=[lines(k).point1;lines(k).point2];  
    36. plot(xy(:,1),xy(:,2),'LineWidth',2,'Color','green');  
    37. plot(xy(1,1),xy(1,2),'x','LineWidth',2,'Color','yellow');  
    38. plot(xy(2,1),xy(2,2),'x','LineWidth',2,'Color','red');  
    39. len=norm(lines(k).point1-lines(k).point2);  
    40. if(len>max_len)  
    41. max_len=len;  
    42. xy_long=xy;  
    43. end  
    44. end  
    45. plot(xy_long(:,1),xy_long(:,2),'LineWidth',2,'Color','cyan');  

    上述代码结果:


    十三、直方图阈值法

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. figure;  
    2. I=imread('input_image.jpg');  
    3. I1=rgb2gray(I);  
    4. subplot(2,2,1);  
    5. imshow(I1);  
    6. title('灰度图像')  
    7. axis([50,250,50,200]);  
    8. grid on; %显示网格线  
    9. axis on; %显示坐标系  
    10. [m,n]=size(I1); %测量图像尺寸参数  
    11. GP=zeros(1,256); %预创建存放灰度出现概率的向量  
    12. for k=0:255  
    13. GP(k+1)=length(find(I1==k))/(m*n); %计算每级灰度出现的概率,将其存入GP中相应位置  
    14. end  
    15. subplot(2,2,2),bar(0:255,GP,'g') %绘制直方图  
    16. title('灰度直方图')  
    17. xlabel('灰度值')  
    18. ylabel('出现概率')  
    19. I2=im2bw(I,150/255);  
    20. subplot(2,2,3),imshow(I2);  
    21. title('阈值150的分割图像')  
    22. axis([50,250,50,200]);  
    23. grid on; %显示网格线  
    24. axis on; %显示坐标系  
    25. I3=im2bw(I,200/255); %  
    26. subplot(2,2,4),imshow(I3);  
    27. title('阈值200的分割图像')  
    28. axis([50,250,50,200]);  
    29. grid on; %显示网格线  
    30. axis on; %显示坐标系  

    上述代码结果:


    十四、自动阈值法:Otsu

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. clc  
    2. clear all  
    3. figure;  
    4. I=imread('input_image.jpg');  
    5. subplot(1,2,1),imshow(I);  
    6. title('原始图像')  
    7. axis([50,250,50,200]);  
    8. grid on; %显示网格线  
    9. axis on; %显示坐标系  
    10. level=graythresh(I); %确定灰度阈值  
    11. BW=im2bw(I,level);  
    12. subplot(1,2,2),imshow(BW);  
    13. title('Otsu法阈值分割图像')  
    14. axis([50,250,50,200]);  
    15. grid on; %显示网格线  
    16. axis on; %显示坐标系  

    上述代码结果:


    十五、膨胀操作

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. figure;  
    2. I=imread('input_image.jpg');  
    3. I1=rgb2gray(I);  
    4. subplot(1,2,1);  
    5. imshow(I1);  
    6. title('灰度图像')  
    7. axis([50,250,50,200]);  
    8. grid on; %显示网格线  
    9. axis on; %显示坐标系  
    10. se=strel('disk',1); %生成圆形结构元素  
    11. I2=imdilate(I1,se); %用生成的结构元素对图像进行膨胀  
    12. subplot(1,2,2);  
    13. imshow(I2);  
    14. title('膨胀后图像');  
    15. axis([50,250,50,200]);  
    16. grid on; %显示网格线  
    17. axis on; %显示坐标系  

    上述代码结果:


    十六、腐蚀操作

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. figure;  
    2. I=imread('input_image.jpg');  
    3. I1=rgb2gray(I);  
    4. subplot(1,2,1);  
    5. imshow(I1);  
    6. title('灰度图像')  
    7. axis([50,250,50,200]);  
    8. grid on; %显示网格线  
    9. axis on; %显示坐标系  
    10. se=strel('disk',1); %生成圆形结构元素  
    11. I2=imerode(I1,se); %用生成的结构元素对图像进行腐蚀  
    12. subplot(1,2,2);  
    13. imshow(I2);  
    14. title('腐蚀后图像');  
    15. axis([50,250,50,200]);  
    16. grid on; %显示网格线  
    17. axis on; %显示坐标系  

    上述代码结果:


    十七、开启和闭合操作

    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. figure;  
    2. I=imread('input_image.jpg');  
    3. subplot(2,2,1),imshow(I);  
    4. title('原始图像');  
    5. axis([50,250,50,200]);  
    6. axis on; %显示坐标系  
    7. I1=rgb2gray(I);  
    8. subplot(2,2,2),imshow(I1);  
    9. title('灰度图像');  
    10. axis([50,250,50,200]);  
    11. axis on; %显示坐标系  
    12. se=strel('disk',1); %采用半径为1的圆作为结构元素  
    13. I2=imopen(I1,se); %开启操作  
    14. I3=imclose(I1,se); %闭合操作  
    15. subplot(2,2,3),imshow(I2);  
    16. title('开启运算后图像');  
    17. axis([50,250,50,200]);  
    18. axis on; %显示坐标系  
    19. subplot(2,2,4),imshow(I3);  
    20. title('闭合运算后图像');  
    21. axis([50,250,50,200]);  
    22. axis on; %显示坐标系  

    上述代码结果:


    十八、开启和闭合组合操作
    [plain] view plain copy
    print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. figure;  
    2. I=imread('input_image.jpg');  
    3. subplot(3,2,1),imshow(I);  
    4. title('原始图像');  
    5. axis([50,250,50,200]);  
    6. axis on; %显示坐标系  
    7. I1=rgb2gray(I);  
    8. subplot(3,2,2),imshow(I1);  
    9. title('灰度图像');  
    10. axis([50,250,50,200]);  
    11. axis on; %显示坐标系  
    12. se=strel('disk',1);  
    13. I2=imopen(I1,se); %开启操作  
    14. I3=imclose(I1,se); %闭合操作  
    15. subplot(3,2,3),imshow(I2);  
    16. title('开启运算后图像');  
    17. axis([50,250,50,200]);  
    18. axis on; %显示坐标系  
    19. subplot(3,2,4),imshow(I3);  
    20. title('闭合运算后图像');  
    21. axis([50,250,50,200]);  
    22. axis on; %显示坐标系  
    23. se=strel('disk',1);  
    24. I4=imopen(I1,se);  
    25. I5=imclose(I4,se);  
    26. subplot(3,2,5),imshow(I5); %开—闭运算图像  
    27. title('开—闭运算图像');  
    28. axis([50,250,50,200]);  
    29. axis on; %显示坐标系  
    30. I6=imclose(I1,se);  
    31. I7=imopen(I6,se);  
    32. subplot(3,2,6),imshow(I7); %闭—开运算图像  
    33. title('闭—开运算图像');  
    34. axis([50,250,50,200]);  
    35. axis on; %显示坐标系  

    上述代码结果:


    十九、形态学边界提取
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    1. figure;  
    2. I=imread('input_image.jpg');  
    3. subplot(2,3,1),imshow(I);  
    4. title('原始图像');  
    5. axis([50,250,50,200]);  
    6. grid on; %显示网格线  
    7. axis on; %显示坐标系  
    8. I1=im2bw(I);  
    9. subplot(2,3,2),imshow(I1);  
    10. title('二值化图像');  
    11. axis([50,250,50,200]);  
    12. grid on; %显示网格线  
    13. axis on; %显示坐标系  
    14.    
    15. I2=bwperim(I1); %获取区域的周长  
    16. subplot(2,3,3),imshow(I2);  
    17. title('边界周长的二值图像');  
    18. axis([50,250,50,200]);  
    19. grid on;  
    20. axis on;  
    21.    
    22. I3=bwmorph(I1,'skel',1);  
    23. subplot(2,3,4),imshow(I3);  
    24. title('1次骨架提取');  
    25. axis([50,250,50,200]);  
    26. axis on;  
    27.    
    28. I4=bwmorph(I1,'skel',2);  
    29. subplot(2,3,5),imshow(I4);  
    30. title('2次骨架提取');  
    31. axis([50,250,50,200]);  
    32. axis on;  

    上述代码结果:


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