什么是索引图像_怎么画索引_数字图像处理的MATLAB实现(第2版)

发布时间：2016-07-16 21:09

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索引图像有两个分量：整数数据矩阵X和彩色映射矩阵map。矩阵map是m×3大小、由double类型且范围在[0,1]之间的浮点数构成的数组。map的长度m等于定义的颜色数。map的每一行都定义有单色的红、绿、蓝分量。索引图像将像素的亮度值“直接映射”到彩色值。每个像素的颜色由对应的整数矩阵X的值作为指向map的索引决定。如果X是double类型，那么值1指向map的第一行，值2指向第二行，等等。如果X是uint8或uint16类型，那么值0指向map的第一行。这些概念都会在图6-3中给予说明。

为显示一幅索引图像，可写为：
>> imshow (X ,map)

或者写为：
>> image (x)
>> colormap(map)

彩色映射用索引图像来存储，当使用函数imread加载图像时，索引图像将自动和图像一起被载入。

 

有时候，用较少的颜色去近似表达索引图像是有必要的。为此，我们使用函数imapprox,语法如下：
[Y, newmap] = imapprox (X, map,n)

这个函数利用彩色映射newmap来返回数组Y，最多有n种颜色。输入数组X的类型可以是uint8、uint16或double。如果n小于等于256，那么输出Y是uint8类；如果n大于256，那么Y是double类。

当map中的行数比X中的整数值数目少时，X中的多重值将在map中赋以相同的颜色。例如，假设X由4个等宽的垂直带组成，它们的值分别为1、64、128和256。如果我们指定彩色映射map=[0 0 0;1 1 1]，那么X中所有值为1的元素就会指向map的第一行(黑色)，其他所有的元素都将指向第二行(白色)。因而，指令imshow(X ,map)的执行会显示出由一条黑色带、后面紧跟三条白色带的图像。事实上，只要map的长度是65，这都是正确的。当是65时，显示一条黑色带，后面紧跟着一条灰色带，然后是两条白色带。如果map的长度超过了X中元素允许的值的范围，就会得出无意义的结果图像。

指定彩色映射的办法有很多，一种方法就是利用如下语句：
>> map(k, :) = [r(k) g(k) b(k)];

其中，[r(k) g(k) b(k)]是RGB值，指定彩色映射的一行。变化的k值可将map填满。

表6-1列出了一些基本颜色的RGB值。表中三种格式的任何一种都可以用来指定颜色。例如，用下面三条语句中的任何一条都可以把图像的背景色改成绿色：
>> whitebg('g');
>> whitebg('green');
>> whitebg([0 1 0]);

表6-1  一些基本颜色的RGB值，，可以用长名或短名(用单引号括起来)代替数字三元组，进而指定一套RGB颜色
 

长    名 短    名 RGB值

Black k [0  0  0]

Blue b [0  0  1]

Green g [0  1  0]

Cyan c [0  1  1]

(续表)   

长    名 短    名 RGB值

Red r [1  0  0]

Magenta m [1  0  1]

Yellow y [1  1  0]

White w [1  1  1]

除了表6-1中的颜色外，其他颜色还包含一些小数值。例如[.5 .5 .5]是灰色、[.5 0 0]是暗红色、[.49 1 .83]是碧绿色。

MATLAB提供了一些预定义的彩色映射，可用下面的指令来访问：
>> colormap(map_name)

上面将彩色映射设定为矩阵map_name。一个例子是：
>> colormap(copper)

其中，copper是MATLAB彩色映射函数。在这个映射中，颜色从黑色到明亮的紫铜色平稳变化。如果显示的最后一张图是索引图像，这个指令就会将映射转成紫铜色。作为另一种选择，这个图像也可以直接用希望的彩色映射加以显示：

>>imshow(X, copper)

表6-2列出了MATLAB中可用的一些彩色映射。这些彩色映射的长度(颜色的数目)可以用加了圆括号的数字来说明，例如gray(8)将产生8阶灰色的彩色映射。

表6-2  MATLAB中预先定义的一些彩色映射

函    数 描    述

autumn 从红色到橙色、再到黄色平缓变化

bone 对蓝色分量用较高的值进行灰度级的彩色映射
当添加“电子学方法”以观看灰度图像时，这个彩色映射很有用

colorcube 在RGB彩色空间中包含许多有规律放置的颜色，试图提供更多的灰度级、纯红、纯绿和纯蓝

cool 由从青到深红色调平滑变化的颜色分量组成

copper 从黑到浅铜色平缓变化

flag 由红、白、蓝和黑颜色分量组成。这个彩色映射随着每个索引增量完全改变颜色

gray 返回线性灰度级的彩色映射

hot 从黑通过红、橙、黄，再到白色平缓变化

hsv 色调-饱和度-亮度彩色模型的色调分量变化。彩色由红开始，通过黄、绿、青、蓝、深红，再回到红。这个彩色映射对于显示周期函数特别合适

jet 范围从蓝到红，并经过青、黄和橙

 (续表)   

函    数 描    述

lines 产生的彩色映射由ColorOrder属性和灰度色调决定。关于该函数的细节，可查看函数ColorOrder的帮助页

pink 包含粉红的大青色调。粉红彩色映射提供灰度照片的棕色色调

prism 重复6种颜色：红、橙、黄、绿、蓝和紫

spring 由深红和黄色色调组成

summer 由绿色和黄色色调组成

winter 由蓝色和绿色色调组成

white 这是全白单色颜色映射

 

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