Các kiểu ảnh trong Matlab


a) Ảnh được định chỉ số (Indexed Images) 
Một ảnh chỉ số bao gồm một ma trận dữ liệu X và ma trận bản đồ màu map. Ma trận dữ liệu có thể có kiểu thuộc lớp uint8, uint16 hoặc kiểu double. Ma trận bản đồ màu là một mảng mx3 kiểu double bao gồm các giá trị dấu phẩy động nằm giữa 0 và 1. Mỗi hàng của bản đồ chỉ ra các giá trị mà: red, green và blue của một màu đơn. Một ảnh chỉ số sử dụng ánh xạ trực tiếp giữa giá trị của pixel ảnh tới giá trị trong bản đồ màu. Màu sắc của mỗi pixel ảnh được tính toán bằng cách sử dụng giá trị tương ứng của X ánh xạ tới một giá trị chỉ số của map. Giá trị 1 chỉ ra hàng đầu tiên, giá trị 2 chỉ ra hàng thứ hai trong bản đồ màu …

Một bản đồ màu thường được chứa cùng với ảnh chỉ số và được tự động nạp cùng với ảnh khi sử dụng hàm imread để đọc ảnh. Tuy nhiên, ta không bị giới hạn khi sử dụng bản đồ màu mặc định, ta có thể sử dụng bất kì bản đồ màu nào.

b) Ảnh cường độ (Intensity Images) 
Một ảnh cường độ là một ma trận dữ liệu ảnh I mà giá trị của nó đại diện cho cường độ trong một số vùng nào đó của ảnh. Matlab chứa một ảnh cường độ như một ma trận đơn, với mỗi phần tử của ma trận tương ứng với một pixel của ảnh. Ma trận có thể thuộc lớp double, uint8 hay uint16. Trong khi ảnh cường độ hiếm khi được lưu với bản đồ màu, Matlab sử dụng bản đồ màu để hiển thị chúng.

Những phần tử trong ma trận cường độ đại diện cho các cường độ khác nhau hoặc độ xám. Những điểm có cường độ bằng 0 thường được đại diện bằng màu đen và cường độ 1,255 hoặc 65535 thường đại diện cho cường độ cao nhất hay màu trắng.

c) Ảnh nhị phân (Binary Images) 
Trong một ảnh nhị phân, mỗi pixel chỉ có thể chứa một trong hai giá trị nhị phân 0 hoặc 1. Hai giá trị này tương ứng với bật hoặc tắt (on hoặc off). Một ảnh nhị
phân được lưu trữ như một mảng logic của 0 và 1.

d) Ảnh RGB (RGB Images) 
Một ảnh RGB – thường được gọi là true-color, được lưu trữ trong Matlab dưới dạng một mảng dữ liệu có kích thước 3 chiều mxnx3 định nghĩa các giá trị màu red, green và blue cho mỗi pixel riêng biệt. Ảnh RGB không sử dụng palette. Màu của mỗi pixel được quyết định bởi sự kết hợp giữa các giá trị R, G, B (Red, Green, Blue) được lưu trữ trong một mặt phẳng màu tại vị trí của pixel. Định dạng file đồ hoạ lưu trữ ảnh RGB giống như một ảnh 24 bits trong đó R, G, B chiếm tương ứng 8 bit một. Điều này cho phép nhận được 16 triệu màu khác nhau.
Một mảng RGB có thể thuộc lớp double, uint8 hoặc uint16. Trong một mảng RGB thuộc lớp double, mỗi thành phần màu có giá trị giữa 0 và 1. Một pixel mà thành phần màu của nó là (0, 0, 0) được hiển thị với màu đen và một pixel mà thành phần màu là (1, 1, 1 ) được hiển thị với màu trắng. Ba thành phần màu của mỗi pixel được lưu trữ cùng với chiều thứ 3 của mảng dữ liệu. Chẳng hạn, giá trị màu R, G, B của pixel (10, 5) được lưu trữ trong RGB(10, 5, 1), RGB(10, 5, 2) và RGB(10, 5, 3) tương ứng.
Để tính toán màu sắc của pixel tại hàng 2 và cột 3 chẳng hạn, ta nhìn vào bộ ba giá trị được lưu trữ trong (2, 3, 1:3). Giả sử (2, 3, 1) chứa giá trị 0.5176; (2, 3, 2) chứa giá trị 0.1608 và (2, 3, 3) chứa giá trị 0.0627 thì màu sắc của pixel tại (2, 3) sẽ là (0.5176, 0.1608, 0.0627).

Các hàm xử lý ảnh cơ bản trong Matlab
a) Đọc và ghi dữ liệu ảnh
  • Đọc một ảnh đồ hoạ
– Hàm imread đọc một ảnh từ bất kì định dạng nào được trợ giúp trong bất kì chiều sâu bit nào được trợ giúp. Hầu hết các file ảnh sử dụng 8 bit để chứa giá trị của pixel. Khi chúng được đọc vào bộ nhớ, Matlab chứa chúng dưới dạng uint8. Với các file trợ giúp 16 bít dữ liệu, PNG và TIFF, Matlab chứa chúng dưới dạng uint16. Chú ý: Với ảnh chỉ số, imread luôn luôn đọc bản đồ màu vào trong một chuỗi thuộc lớp double, thậm chí mảng ảnh tự nó thuộc lớp uint8 hay uint16
– Chẳng hạn, đoạn mã sau sẽ đọc một ảnh RGB vào không gian làm việc của Matlab lưu trong biến RGB.

RGB=imread(‘football.jpg’);

Trong ví dụ này, imread sẽ nhận ra định dạng file để sử dụng từ tên file. Ta cũng có thể chỉ ra định dạng file như một tham số trong hàm imread. Matlab trợ giúp rất nhiều định dạng đồ hoạ thông dụng chẳng hạn: BMP, GIF, JPEG, PNG, TIFF … Để biết thêm các kiểu gọi hàm và tham số truyền vào, xem trợ giúp online của Matlab.
  • Đọc nhiều ảnh từ một file đồ hoạ
– Matlab trợ giúp một số định dạng file đồ hoạ chẳng hạn như: HDF và TIFF, chúng chứa nhiều ảnh. Theo mặc định, imread chỉ trợ giúp ảnh đầu tiên trong file. Để nhập thêm các ảnh từ file, sử dụng cú pháp được trợ giúp bởi định dạng file. Chẳng hạn, khi được sử dụng với TIFF, ta có thể sử dụng một giá trị chỉ số với imread để chỉ ra ảnh mà ta muốn nhập vào.
Ví dụ sau đây đọc một chuỗi 27 ảnh từ một file TIFF và lưu những ảnh này trong một mảng 4 chiều. Ta có thể sử dụng hàm iminfo để xem bao nhiêu ảnh đã được lưu trữ trong file:
mri = uint8(zeros(128,128,1,27)); % preallocate 4-D array 
for frame=1:27  
[mri(:,:,:,frame),map] = imread('mri.tif',frame); 
end
– Khi file chứa nhiều ảnh theo một số kiểu nhất định chẳng hạn theo thứ tự thời gian, ta có thể lưu ảnh trong Matlab dưới dạng mảng 4 chiều. Tất cả các ảnh phải có cùng kích thước.
Ghi một ảnh đồ hoạ

– Hàm imwrite sẽ ghi một ảnh tới một file đồ hoạ dưới một trong các định dạng được trợ giúp. Cấu trúc cơ bản nhất của imwrite sẽ yêu cầu một biến ảnh và tên file. Nếu ta gộp một phần mở rộng trong tên file, Matlab sẽ nhận ra định dạng mong muốn từ nó.
Ví dụ sau tải một ảnh chỉ số X từ một file Map với bản đồ màu kết hợp với nó map sau đó ghi ảnh xuống một file bitmap. 

load clown  
whos  
Name          Size         Bytes  Class  
X           200x320       512000  double array  
caption       2x1              4  char array  
map          81x3           1944  double array 
Grand total is 64245 elements using 513948 bytes 
imwrite(X,map,'clown.bmp')
  • Chỉ ra định dạng phụ – Tham số đặc biệt
– Khi sử dụng imwrite với một số định dạng đồ hoạ, ta có thể chỉ ra các tham số phụ. Chẳng hạn, với định dạng PNG ta có thể chỉ ra độ sâu bit như một tham số phụ. Ví dụ sau sẽ chi một ảnh cường độ I với một file ảnh 4 bit PNG. 
 imwrite(I,'clown.png','BitDepth',4 );
– Để biết thêm các cấu trúc khác của hàm xem phần trợ giúp trực tuyến của Matlab.
  • Đọc và ghi ảnh nhị phân theo định dạng 1 bit
– Trong một số định dạng file, một ảnh nhị phân có thể được lưu trong một định dạng 1 bit. Nếu định dạng file trợ giúp nó, Matlab ghi ảnh nhị phân như ảnh 1 bit theo mặc định. Khi ta đọc một ảnh nhị phân với định dạng 1 bit, Matlab đại diện nó trong không gian làm việc như một mảng lôgic.
– Ví dụ sau đọc một ảnh nhị phân và ghi nó dưới dạng file TIFF. Bởi vì định dạng TIFF trợ giúp ảnh 1 bit, file được ghi lên đĩa theo định dạng 1 bit:
BW = imread('text.png');  
imwrite(BW,'test.tif');

Để kiểm tra chiều sâu bit của file test.tif, gọi hàm iminfo và kiểm tra trường BitDepth của nó:
info = imfinfo('test.tif');info.BitDepth  
ans =1

Chú ý: Khi ghi file nhị phân, Matlab thiết lập trường ColorType thành ‘grayscale’.
  • Xem lớp lưu trữ của file
– Hàm imwrite sử dụng luật sau đây để quyết định lớp lưu trữ được sử dụng trong ảnh kết quả:

+ logical: Nếu định dạng ảnh ra (Output Image) được chỉ rõ là trợ giúp ảnh 1 bit, hàm imwrite tạo một file ảnh 1 bit. Nếu định dạng ảnh ra được chỉ rõ là không trợ giúp ảnh 1 bit (như JPEG), hàm imwrite chuyển ảnh tới một ảnh thuộc lớp uint8.

+ uint8: Nếu định dạng ảnh ra được chỉ rõ là trợ giúp ảnh 8 bit, hàm imwrite tạo một ảnh 8 bit

+ uint16: Nếu định dạng ảnh ra được chỉ rõ trợ giúp ảnh 16 bit (PNG hoặc TIFF), hàm imwrite tạo một ảnh 16 bit. Nếu định dạng ảnh ra không trợ giúp ảnh 16 bit, hàm chuyển đổi dữ liệu ảnh tới lớp uint8 và tạo một ảnh 8 bit.

+ double: Matlab chuyển dữ liệu ảnh tới dạng uint8 và tạo một ảnh 8 bit bởi vì hầu hết các file ảnh sử dụng định dạng 8 bit.
Truy vấn một file đồ hoạ

– Hàm imfinfo cho phép ta có thể nhận được thông tin về một file ảnh được trợ giúp bởi toolbox.
Cú pháp: imfinfo(filename,fmt)
Các thông tin được cung cấp bởi hàm imfinfo là: filename, filemodedate, filesize, format, formatversion, width, height, bitdepth, colortype … Thông tin mà ta nhận được phụ thuộc vào kiểu của file nhưng nó luôn bao gồm những thông tin sau:
  • Tên của file ảnh.
  • Định dạng file ảnh.
  • Số version của định dạng file.
  • Ngày sửa đổi file gần nhất.
  • Kích thước file tính theo byte.
  • Chiều rộng ảnh tính theo pixel.
  • Chiều cao ảnh tính theo pixel.
  • Số lượng bít trên một pixel.
  • Kiểu ảnh: RGB, chỉ số …

0 nhận xét:

Lập trình C++

Chế tạo robot

Học AutoCAD

Hướng dẫn cài đặt Matlab 2014+15+16

Matlabthayhai. Powered by Blogger.

Video

Khóa học ##Anh văn cho người mất gốc

Lập trình Android toàn tập

Lập trình WinForm với C#: 10 ứng dụng

Lập trình Kotlin toàn tập

Thiết kế Web chuẩn SEO bằng Wordpress cho người mới