七、彩色图像处理（MATLAB)

彩色图像处理

一、RGB图像

一幅RGB图像是一个MN3的彩色像素数组，其中每个彩色色素是一个三值组，这三个值分别对应一个特定空间位置处RGB图像的红，绿，蓝分量。

RGB也可以视为三幅灰度图像形成的“堆叠”，当将他们分别送到彩色显示器的红，绿，蓝输入端时，会在屏幕上生成一幅彩色图像。分量图像的数据类决定了他们的取值范围。用来表示这些分量图像像素值的比特数决定了一幅图像的比特深度。图像的颜色数为;(2^b)3，其中b是每幅图像的比特数。
使用cat运算符可以堆叠出RGB图像：

rgb_image=cat(3,fR,fG,fB)

该运算中，要求图像按顺序放置。cat运算符的语法为;
rgb_image=cat(dim,A1,A2,…) 沿指定的方向来连接各个数组。如果dim=1,那么这些数组垂直排列，dim=2，则这些数组水平排列，dim=3，则在第三个方向排列。
如果所有分量图像都是一样的，那么结果是一幅灰度图像。
提取彩色图像的三幅分量图像：

 fR=f(:,:,1);
>> fG=f(:,:,2);
>> fB=f(:,:,3);

 rgb_red=cat(3,fR,zeros(size(fR)),zeros(size(fR)));
rgb_green=cat(3,zeros(size(fR)),fG,zeros(size(fR)));
rgb_blue=cat(3,zeros(size(fR)),zeros(size(fR)),fB);

RGB彩色空间通常以图解的方式显示一个RGB彩色立方体，立方体的顶点是光的原色（红，绿，蓝）和二次色（青，红紫，黄）。

为从任意角度查看该彩色立方体，可以定义M函数rgbcube

function rgbcube(vx,vy,vz)
vertices_matrix=[0 0 0;0 0 1;0 1 0;0 1 1;1 0 0;1 0 1;1 1 0;1 1 1];
faces_matrix=[1 5 6 2;1 3 7 5;1 2 4 3;2 4 8 6;3 7 8 4;5 6 8 7];
colors=vertices_matrix;
patch('Vertices',vertices_matrix,'Faces',faces_matrix,'FaceVertexCData',colors,'FaceColor','interp','EdgeAlpha',0)
if nargin==0
    vx=10;vy=10;vz=4;
elseif nargin~=3
    error('wrong number of input')
end
axis off
view([vx,vy,vz])
axis square

实验总结：
在RGB彩色模型中表示的图像由三个分量图像组成，每种原色一幅分量图像。当送入RGB监视器时，这3幅图像在屏幕上混合生成一幅彩色图像。RGB彩色立方体是实心的，在24比特RGB图像中，它由(2⁸⁾3=16 777 216种颜色组成。

二、索引图像

索引图像有两个分量：一个整数数据矩阵X和一个彩色映射矩阵map。矩阵map是一个大小为m*3的double数组，其值是区间[0，1]上的浮点数。map的长度m等于其定义的颜色数。map的每一行指定单一颜色的红，绿，蓝分量（如果map的三列相等，则彩色映射就成为灰度图）。索引图像将像素的灰度值“直接映射”到彩色值。通过将相应整数矩阵X的值作为指向map的一个索引，来确定每个像素的颜色。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。
要显示一幅索引图像，可以写出

imshow(X,map)

或者，

image(X)
colormap(map)

彩色映射使用索引图像来存储，使用imre