MATLAB digital image processing codes

昨天有人问我几个matlb的问题，我想起自己学《数字图像处理》时和lorder编的几个程序，以前发到过网上，后来删掉了，现在再发上来，让那些象我们当年一样懵懂的开始学习matlab的人能够有所借鉴，省得象我们一样抱着孙兆林那本《MATLAB 6_x图像处理》反复的看。注释尽可能写的详细.matlab高手不要看啊。这些图像处理的代码只适合初学者看。因为我们写完之后至今也没有改过。这些程序在matlab6.5平台下能够正常运行。

当然这些代码多亏我们李老师的指导。也希望那些学生不要直接copy这些代码，而是理解之后尝试使用更好的方法。

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图像直方图均衡- -

Tag： matlab    图像处理    直方图均衡                                          

%  数字图像处理程序作业
%  本程序能将JPG格式的彩色图像文件灰度化并进行直方图均衡
% 
%  输入文件：PicSample.jpg      待处理图像
%  输出文件：PicSampleGray.bmp  灰度化后图像
%            PicEqual.bmp       均衡化后图像
%
%  输出图形窗口说明
%  figure NO 1                  待处理彩色图像
%  figure NO 2                  灰度化后图像
%  figure NO 3                  直方图
%  figure NO 4                  均衡化后直方图
%  figure NO 5                  灰度变化曲线
%  figure NO 6                  均衡化后图像
%  1， 处理的图片名字要为 PicSample.jpg
%  2， 程序每次运行时会先清空workspace
%  作者;archiless lorder        

clear all
%一，图像的预处理，读入彩色图像将其灰度化
PS=imread('PicSample.jpg');                            %读入JPG彩色图像文件
imshow(PS)                                             %显示出来                                 figure NO 1                                 
title('输入的彩色JPG图像')
imwrite(rgb2gray(PS),'PicSampleGray.bmp');             %将彩色图片灰度化并保存
PS=rgb2gray(PS);                                       %灰度化后的数据存入数组
figure,imshow(PS)                                      %显示灰度化后的图像，也是均衡化前的样品   figure NO 2
title('灰度化后的图像')

%二，绘制直方图
[m,n]=size(PS);                                        %测量图像尺寸参数
GP=zeros(1,256);                                       %预创建存放灰度出现概率的向量
for k=0:255
    GP(k+1)=length(find(PS==k))/(m*n);                 %计算每级灰度出现的概率，将其存入GP中相应位置
end
figure,bar(0:255,GP,'g')                                    %绘制直方图                                    figure NO 3
title('原图像直方图')
xlabel('灰度值')
ylabel('出现概率')

%三，直方图均衡化
S1=zeros(1,256);
for i=1:256
    for j=1:i
         S1(i)=GP(j)+S1(i);                              %计算Sk
    end
end
 S2=round(S1*256);                                       %将Sk归到相近级的灰度
for i=1:256
    GPeq(i)=sum(GP(find(S2==i)));                        %计算现有每个灰度级出现的概率                   
end
figure,bar(0:255,GPeq,'b')                                   %显示均衡化后的直方图                        figure NO 4
title('均衡化后的直方图')
xlabel('灰度值')
ylabel('出现概率')
figure,plot(0:255,S2,'r')                                    %显示灰度变化曲线                            figure NO 5
legend('灰度变化曲线')
xlabel('原图像灰度级')
ylabel('均衡化后灰度级')

%四，图像均衡化
PA=PS;
for i=0:255
    PA(find(PS==i))=S2(i+1);                             %将各个像素归一化后的灰度值赋给这个像素
end
figure,imshow(PA)                                        %显示均衡化后的图像                           figure NO 6
title('均衡化后图像')
imwrite(PA,'PicEqual.bmp');

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图像腐蚀操作- -

Tag： matlab    图像处理    腐蚀                                          

function erode0207all(Input,thresh,element)

% 本程序能够对灰度图像先进行二值化，再进行腐蚀操作
% 格式介绍：Input为欲处理的灰度图像；thresh为自选的阈值参数进行二值化，可输入0到255之间任意整数
%           element为进行腐蚀操作的结构单元，本程序可提供3×3、5×5、7×7等奇数方阵的结构单元，
%                  原点都在中心位置，建议用三阶或五阶方阵

%  作者;archiless lorder        

%----------------------------Begin Code------------------------------
% 一，图像二值化处理
[m,n]=size(Input);              % 确定原图像的长、宽
Two=zeros(m,n);                 % 定义二值化矩阵
Two(find(Input>=thresh))=1;     % 对原图像进行二值化处理

% 二，腐蚀操作前的预处理
Temp=zeros(element);            % 定义3×3或5×5的结构单元
Output=zeros(m,n);              % 定义输出矩阵
s=m+1-element;                  % s、t为循环长度
t=n+1-element;
Length=element-1;               % Length和Radius的含义在循环中介绍
Radius=Length/2;
square=element*element;         % 两个结构单元中元素的总和，即 9 、25 、49 …………

% 三，进行腐蚀操作
for i=1:s
    for j=1:t
        Temp=Two(i:i+Length,j:j+Length);    % 从二值化图像中依次取出三阶或五阶方阵
        if sum(Temp(:))==square             % 判断方阵中元素总和为 9 或 25 时
            Output(i+Radius,j+Radius)=1;    %方阵中心元素在输出矩阵中相应位置上的值为 1
        end
    end
end

% 四，输出处理前后的图像
figure,subplot(221),imshow(Input),title('原图像');
subplot(222),imshow(Two),title('二值化后的图像');
subplot(223),imshow(Output),title('腐蚀后的图像');
%--------------------------------End Code--------------------------------

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拉普拉斯算子边缘检测- -

Tag： matlab    图像处理    边缘检测                                          

function PicOut=Lap_edge(PicInput,thresh)           
% 本程序能够将BMP格式的黑白灰度图像用拉普拉斯算子进行边缘检测
% 生物图像处理作业2
% 格式为 a=Lap_edge(PicInput,thresh) 或者嵌套为 Lap_edge(imread('rice.tif'),15)
% thresh参数可自选，对于rice.tif这张图来说最合适的值大约为14到18
% 使用例子：PicInput=imread('rice.tif');
%           a=Lap_edge(PicInput,15);
%－－－－－－－－－－－－－－－－ BEGIN CODE －－－－－－－－－－－－－－－－

%  作者;archiless lorder        
% 一，原图像预处理，读入黑白图片并确定长和宽
[m,n]=size(PicInput);                            %确定图片的长和宽

% 二，拉普拉斯变换预处理，定义镜框矩阵和输出矩阵
r=m+2;                                           %把图片的长和宽各加2
c=n+2;
PicFrame=zeros(r,c);                             %定义二维数组"PicFrame"，长、宽比"Input"各多2，成为镜框的尺寸
b=zeros(m,n);                                    %定义滤波后的数组

% 三，拉普拉斯运算的三个矩阵
Temp=zeros(3);                                   %定义三阶方阵"Temp"，为临时矩阵
op=[0 -1 0;-1 4 -1;0 -1 0];                      %定义拉普拉斯算子
Result=zeros(3);                                 %定义三阶方阵"Result"，为运算结果矩阵

% 四，原图像矩阵处理，做一个"像框"                                   
PicFrame(2:m+1,2:n+1)=PicInput;                  %把原图的矩阵放到新的矩阵"PicFrame"中心，它的第一行、最后一行、第一列、
                                                 %最后一列都是"0"，即原图矩阵周围有一圈"0"的边缘，好像给图像加一个像框
PicFrame(1,:)=PicFrame(2,:);                     %把第二行的值赋给第一行
PicFrame(r,:)=PicFrame(r-1,:);                   %把倒数第二行的值赋给最后一行
PicFrame(:,1)=PicFrame(:,2);                     %把第二列的值赋给第一列
PicFrame(:,c)=PicFrame(:,c-1);                   %把倒数第二列的值赋给最后一列

% 五，用拉普拉斯算子进行滤波
for i=1:m
    for j=1:n
        Temp=PicFrame(i:i+2,j:j+2);             %从"PicFrame"矩阵中依次取出三阶方阵，赋值给临时矩阵"Temp"
        Result=Temp.*op;                        %临时矩阵与拉普拉斯算子"点乘"，赋值给结果矩阵"Result"
        b(i,j)=sum(sum(Result));   
                                                %结果矩阵中"十"字线上元素相加，赋值给输出矩阵中相应的位置，
                                                %即临时矩阵中心元素所对应的位
    end
end

% 六，设定阈值，将图像二值化
% thresh=1.618*mean2(abs(b))    可用黄金分割的比例选阈值优点是边缘清晰                                             
e=repmat(logical(uint8(0)),m,n);                 %创建数组
e(find(b>thresh))=1;                             %阈值判断二值化
PicOut=e;                                        %函数输出
figure,subplot(1,2,1),imshow(PicInput);           %显示原图片
title('原图像');
subplot(1,2,2),imshow(e);                        %显示拉普拉斯边缘检测后的图片
title('自编函数边缘检测后的图像');
%－－－－－－－－－－－－－－－－END OF CODE －－－－－－－－－－－－－－－－

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图像开操作- -

Tag： matlab                                          

function open0207(I,thresh,element)

% 本程序能够对灰度图像先进行二值化，再进行开操作
% 本程序先调用腐蚀函数，再调用膨胀函数，实现开操作

%  作者;archiless lorder        
% 一，调用腐蚀函数
[C,B]=erode0207simple(I,thresh,element);

% 二，调用膨胀函数
F=dilate0207simple(C,1,element);

% 三，输出图像
figure,subplot(221),imshow(I),title('原图像');
subplot(222),imshow(B),title('二值化后的图像');
subplot(223),imshow(F),title('开操作后的图像');

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图像闭操作- -

Tag： matlab    图像    close                                          

function close0207(I,thresh,element)

% 本程序能够对灰度图像先进行二值化，再进行闭操作
% 本程序先调用膨胀函数，再调用腐蚀函数，实现闭操作

%  作者;archiless lorder        
% 一，调用膨胀函数
[F,E]=dilate0207simple(I,thresh,element);

% 二，调用腐蚀函数
C=erode0207simple(F,1,element);

% 三，输出图像
figure,subplot(221),imshow(I),title('原图像');
subplot(222),imshow(E),title('二值化后的图像');
subplot(223),imshow(C),title('闭操作后的图像');