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Matlab—影像分析进阶

November 22, 2018 • Read: 284 • matlab

在这篇文章里面我们要做的事情全部都围绕两个问题,一个图像当中有多少个 xxx,他们的大小是多少,举个例子

上图是一个米的影像,这张图片里有很多的米,现在我们的问题是,这里面有多少米,他们的大小是多少?

graythresh() & im2bw()

要回答上述两个问题,首先要做的是对影像进行预处理,第一步就是对图像进行阈值化处理。所谓阈值化处理就是当灰度值低于一个值(阈值)时,让其成为一个小的值,当灰度值大于一个值(阈值)时,让其成为一个大的值,即实现了阈值分割,这样图像就黑白分明,对比度增大

所以我们首先要找到阈值,才能进行阈值化处理,matlab 为我们提供了两个函数:

  1. graythresh():使用最大类间方差法找到图片的一个合适阈值,其调用格式为:level = graythresh()
  2. im2bw():使用阈值变换法把灰度图像转换成二值图像,所谓二值图像就是只有0(纯黑)、255(纯白),其调用格式为:bw = im2bw(I,level),其中 I 是原图像对应矩阵,level 是阈值
I = imread('rice.png');
level = graythresh(I);
bw = im2bw(I,level);
subplot(1,2,1);imshow(I);
subplot(1,2,2);imshow(bw);


看上面的图,其实还没有达到想要的效果,因为有的米在处理的时候直接消失了,还有的变成了很多小颗粒,这些都会影响我们的结果。究其原因,原图的背景本身就不是很均匀,中间部分比较亮,下半部分比较暗,所以我们要想办法去掉背景(background subtraction)

background subtraction

要想去掉背景,首先得把背景分离出来,这里用到一个函数imopen()

I = imread('rice.png');
subplot(1,3,1);imshow(I);
BG = imopen(I,strel('disk',15));
subplot(1,3,2);imshow(BG);
I2 = imsubtract(I,BG);
subplot(1,3,3);imshow(I2);


现在就可以将去掉背景以后的影响在做阈值化处理

下面我们就是要想办法让计算机去“数”有多少颗米,这说起来可能比较难,但是我们先分析图上,怎么样算是一颗米,不妨看一下 bw 的矩阵

因为矩阵太大,所以我随便节选了一个部分,经过阈值化处理之后,矩阵内只有 0 和 1,0 表示黑,1 表示白,我们的影像也是这样,米是白的,所以我们可以看到,在矩阵中,连续的一段区域内都是 1,也就表示这是一颗米,当然这个类似于搜索的算法,不需要我们写,matlab 为我们提供了函数bwlabel

bwlabel()

调用格式:L = bwlabel(bw,n),返回一个和 bw 大小相同的矩阵 L,包含了标记 bw 中每个连通区域的类别标签,这些标签的值为 1、2......num(连通区域的个数),n 的值为 4 或 8,表示是按 4 连通寻找还是按 8 连通寻找。4 连通是指,如果像素的位置在像素相邻的上、下、左、右,则认为他们是连通的。8 连通是指,如果像素的位置在像素相邻的上、下、左、右、左上角、左下角、右上角、右下角,则认为他们是连通的

I = imread('rice.png');
BG = imopen(I,strel('disk',15));
I2 = imsubtract(I,BG);
level = graythresh(I2);
bw = im2bw(I2,level);
[labeled,num] = bwlabel(bw,8);

计算出来的结果,num 是 99,所以图上一共有 99 颗米

label2rgb()

label2rgb()函数是将一个影像转换成rgb彩色

I = imread('rice.png');
BG = imopen(I,strel('disk',15));
I2 = imsubtract(I,BG);
level = graythresh(I2);
bw = im2bw(I2,level);
[labeled,num] = bwlabel(bw,8);
rgb_label = label2rgb(labeled);
imshow(rgb_label)

bwselect()

这个函数能够让用户与影像产生交互

I = imread('rice.png');
BG = imopen(I,strel('disk',15));
I2 = imsubtract(I,BG);
level = graythresh(I2);
bw = im2bw(I2,level);
obj = bwselect(bw);
imshow(obj)

把鼠标移到图上,随便点击几颗米,然后摁一下鼠标右键,图上就会只剩你点击的几颗米

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