第八章图像视频和声音.ppt

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1、第八章 图像、视频和声音,第八章 图像、视频和声音,第一节 图像 第二节 影片 第三节 图像和影片的相互转换 第四节 声音,第一节 图像,一、图像格式 二、图像的类型 三、图像的读取和显示,第六章 图形处理功能,第八章 图像、视频和声音,第二章 数组的运算基础,一、图像格式,函数调用格式为：info=imfinfo(文件名，文件格式)info=imfinfo(文件名)由该函数获取的信息依赖于文件类型的不同而不同，但至少应包含一些内容：Filename 文件名FileMdeDate 文件最后一次修改的时间,第六章 图形处理功能,第八章 图像、视频和声音,第二章 数组的运算基础,第六章 图形处理功

2、能,第八章 图像、视频和声音,FileSize 文件的大小，单位：字节Format 文件格式FormatVersion 文件格式的版本号Width 图像的宽度，单位：像素Height 图像的高度，单位：像素BitDepth 每个像素的位数ColorType 图像类型：RGB图像、亮度图像、索引图像【例8-1】利用“imfinfo”函数显示图像文件的信息。,info=imfinfo(C:Matlab71toolboximagesimdemospenoy.jpg)info=Filename:1x44 charFileModDate:1x20 charFileSize:558806Format:jp

3、gFormatVersion:Width:1280Height:960BitDepth:24ColorType:truecolorFormatSignature:NumberOfSamples:3CodingMethod:HuffmanCodingProcess:SequentialComment:,第六章 图形处理功能,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,二、图像的类型,Matlab的图像数据矩阵大致有3种类型，即：索引图像、灰度图像和真色彩图像（也称RGB图像），下面简单介绍一下这三种图像类型。索引图像包括一个数据矩阵X和一个颜色映射矩阵Map。Map是一个包含3列和若干行的数

4、据矩阵。Map的每一行分别表示红色、绿色和蓝色的颜色值。在Matlab中，索引图像是从像素值到颜色映射表值的“直接映射”。像素颜色由数据矩阵X作为索引指向矩阵Map。,第八章 图像、视频和声音,灰度图像是一个矩阵I，其中I的数据代表了在一定范围内的颜色灰度值。Matlab把灰度图像存储为一个数据矩阵，该数据矩阵中的元素分别代表了图像中的像素。矩阵中的元素可以是双精度的浮点类型、8位或16位无符号整数类型。RGB图像，即真彩色图像，在Matlab中存储为mn3数据矩阵。数组中的元素定义了图像中每一个像素的红、绿和蓝颜色值。图像文件格式把RGB图像存储为24位的图像，红、绿、蓝分别各占8位，这样可

5、以有将近1000万种颜色（即224=16777216）。Matlab的RGB数组可以是双精度的浮点类型、8位或16位无符号整数类型。在RGB的双精度数组中，每一种颜色用01之间的数值表示。例如，（0 0 0）显示的是黑色；（1 1 1）显示的是白色。每一像素的3个颜色值保存在数组的第三维中。,第六章 图形处理功能,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,三、图像的读取和显示,1图像的读取 在Matlab中，利用函数imread来实现图像文件的读取。其函数调用格式主要包括以下几种类型。（1）a=imread(filename，fmt)上述语句可以读取字符串“filename”指定的灰度或

6、彩色 图像，并且“fmt”指出了该图像文件的格式。在imread 函 数返回数组a表达的图像数据时，如果读取的是灰度 图像，那么a是mn的二维数组；如果读取的是彩色图 像，那么A就是一个mn3的三维数组。（2）X，map=imread(filename，fmt)该语句是用于读取索引色图像，“X”用来存储索引色图 像数据，“map”用来存储与该索引色图像相关的颜色映 射表。,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,（3）=imread(filename)该语句在读取图像时必须从图像文件“filename”的内容中推断该图像的类型。“”表示根据准备读取的图像数据的相应颜色映射表的序号值来确

7、定采用不同语句形式。.图像的显示 imshow函数 imshow函数可以自动创建句柄图形图像对象，并自动设置各种句柄图形属性和图像特征，以优化显示效果。当用户使用imshow函数显示一幅图像时，该函数将自动设置图像窗口、坐标轴和图像属性。这些自动设置的属性包括图像对象的CData属性、CDataMapping属性、坐标轴,第八章 图像、视频和声音,的CLim属性和图像窗口对象的Colormap属性。函数imshow的调用格式如下：imshow(a)imshow(a，n)imshow(X，map)imshow(RGB)h=imshow(.)这里，a代表所显示的图像的数据矩阵；n为整数，代表所要显

8、示的图像的灰度等级数；X为索引图像的数据矩阵，map为色图；RGB是mn3的矩阵。,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,imview函数函数imview是用来实现打开图像的浏览器，当然被打开的图像文件必须位于Matlab的当前路径下。该函数有以下几种调用格式：imview(I)imview(RGB)imview(X，map)h=imview(.)【例8-2】读入一幅图像，并在图形窗口显示之，如图8-1所示:a=imread(C:Matlab71toolboximagesimdemospenoy.jpg);imshow(a);axis off;%取消坐标轴size(a)ans=194

9、4 2592 3,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,图8-1 显示牡丹花图像,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,可见，所读的图像是一个真彩色图像。例8-1所提供的图像信息是本例的图像信息。若所读的图像不在Matlab的搜索路径内，将会出现错误提示信息，如，a=imread(lily.jpg);?Error using=imreadFile lily.jpg does not exist.这表明，“lily.jpg”这个图片不在当前路径下。,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,四、图像的写操作,在Matlab中，用函数imwrite来实现图像文件的写入操作

10、，函数调用格式为以下几种：（1）imwrite(A，filename，fmt)该语句是把图像数据A写到filename指定的输出 文件中，存储的格式由fmt来指定，如指定的输 出文件“filename”不在Matlab的目录下，必须得 指明其完整路径。,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,（2）imwrite(X，map，ilename，fmt)该语句是写入索引色图像的，“X”表示图像 数据数 组，“map”表示其关联的颜色映射表。(3)imwrite(，filename)该语句在写图像到文件中时，根据filename 的扩展名推断图像的文件格式，但必须注意 此扩展名是Matlab

11、支持的类型。（4）imwrite(，Param1，Val1，Param2，Val2)该语句可以指定HDF、JPEG、PBM、PGM、PPM和TIFF等不同类型图像文件的不同参数。,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,第二节 影片,在Matlab中，函数getframe和movie提供了捕获和演示影片所需要的工具。函数getframe对当前的图像进行一次快照，得到影片的一个帧。影片是由若干帧构成的，所以getframe通常用在for循环内，它组织影片的帧序列，movie播放由getframe所记录的影片的帧。movie(M)播放影片一次，movie(M，N)播放影片N次，若N是负数，

12、除了顺时针播放影片外，还逆时针播放该影片。,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,【例8-3】影片播放示例。x=1:.1:4;y=1:.1:4;%平面矢量数据 X，Y=meshgrid(x，y);%产生网格图 R=(X+Y).2;%生成平面上的数据点 Z=sin(R)./R;%生成三维数据 meshc(Z);%画三维图形 axis vis3d off;%关闭坐标轴 colormap(spring);%渲染表面效果 for i=1:20%旋转和捕捉每一帧 view(-37.5+15*(i-1)，30)%改变每一帧的视角 m(i)=getframe;%旋转和捕获每一帧 end movie

13、(m)%播放影片一次,第八章 图像、视频和声音,图8-2 影片播放中某时刻的画面,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,第三节 图像和影片的相互转换,函数im2frame和fram2im可以实现被索引图像和 影片之间的转换，将影片中的某帧动态图像转换成一 个静态图像的调用格式为：x=frame2im(M(n)。这条 命令将影片矩阵M的第n帧画面转换成一个被索引图像 x。【例8-4】将例8-3中的某帧动态图像转换成静态图像。figure%新建一个图形窗口 a=frame2im(m(5);%m(5)帧的画面 image(a)%显示该帧图像,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,

14、图8-3 影片中的某帧图像,第八章 图像、视频和声音,第四节 声音,在Matlab中，播放*.wav的声音文件的函数格式是：wavplay(filename)。【例8-5】读一个*.wav的声音文件，并画声音的波形 图。a=wavread(bird);%鸟鸣声的声音文件 plot(a)%画鸟鸣声的波形图,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,图8-4 鸟鸣声的波形图,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,为了清楚显示声音的波形，可以选取声音波形的片段来显示，图8-5是前2000点的声音波形图。plot(a(1:2000),图8-5 部分鸟鸣声的波形图,第八章 图像、视频和声音,第六章 图形处理功能,图8-5虽然较图8-4较清晰显示了部分声音波形，但还是无法分辨其波形形状，我们可以进一步缩短波形的显示长度，见图8-6。plot(a(2000:2500),第八章 图像、视频和声音,图8-6 长度为500的鸟声声音波形图,