MATLAB像素颜色的表达方式

MATLAB像素颜色的表达方式 2009年05月13日 星期三 10:42

MATLAB像素颜色的表达方式

252

255

253

250

249

255

254

249

5 8 0 6

243 256 245 243

247 243 243 249

23

24

24

23

这些像素值表示什么颜色？如果你很熟悉图像处理，那你应该知道255表示白色，所以上面这些数字表示白色或者接近白色的颜色。但是实际上，这些数字并不是来自一张图片。这些数字是波士顿地区的海拔高度，从U.S. Geological Survey (USGS) 。255是一个以米为单位的测量值，并不是颜色。

MATLAB可以将任何矩阵以图片的形式显示出来。比如，根据你使用命令的不同，MATLAB可以将数字海拔高度数据显示为如下的图。

或者是

将矩阵按照各种方式显示为图形，可以跟直观的了解你的数据。通过理解不同的图形类型，你可以知道MATLAB是如何将矩阵值转化为像素值的。你可以控制MATLAB对数据的显示方式，纠正有可能出错的图形。

图形类型

一种图像类型即代表了一种从矩阵值到像素值的映射方式。MATLAB有三种基本的图像类型： Truecolor ——数码相机，广泛用于计算机图形。

Indexed和scaled indexed ——经常用来显示科学或者工程数据，关联的颜色比例代表数据单位？。 Image Processing Toolbox 可以识别另外两种类型：

Grayscale ——经常用在图像处理和图像分析算法中

Binary ——经常用做为一个封装来表示图形的分割结果或者是感兴趣的区域。 Truecolor Images

在这种格式的图里，每一个图形像素由三个数字表示：红，绿，蓝，整个图形在MATLAB里由一个M-N-3的三维矩阵表达。显示函数和图形处理工具箱将这种矩阵视为一个truecolor图形。[真彩色]

比如，我们构造一个两行-两列的truecolor图形，使上面的两个像素为红和蓝色，下面的两个像素为黄色和灰色。

首先，构造3个2-2的矩阵来代表每一个颜色组分。 red = [1 0; 1 0.7] green = [0 0; 1 0.7] blue = [0 1; 0 0.7]

然后，使用cat函数来将这些颜色成分矩阵在第三维上拼合起来。 truecolor_image = cat(3, red, green, blue); 最后，使用image函数显示图形： image(truecolor_image)

axis equal % Display the image using square pixels

可以看到，矩阵值直接指定了每一个像素的颜色。通过这种表达方式你可以很大程度上控制颜色显示，但是对于工程技术应用来说它并不是最适合的一种图形格式。

Indexed images索引图像

在索引图像里，颜色矩阵的值并不直接决定颜色像素。MATLAB将矩阵值作为索引在图像的colormap中进行颜色查表。比如，在MATLAB文件clown.mat中包含一下索引图形：

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

变量X中包括了查表索引，map中包括了对应的colormap。两者都会直接用于图像显示。（5,5）像素点上的颜色，对应于X(5,5)的值：

X (5, 5) ans = 61

这个值作为colormap重大行索引值： map (61, :) ans =

0.9961 0.5781 0.1250

像素(5,5)处由很多红色，一些绿色和一点蓝色构成。

使用两个MATLAB命令显示这幅图，一个用来显示图形同时另一个用来指定图像的colormap。 image(X) colormap(map)

colormap(cool)

跟truecolor图像不同的是，indexed图像的显示因使用不同的colormap而不同。

索引图像在15年前很常用，当时大部分颜色图形最多只能同时显示256种颜色。而现在可以使用不同颜色比例来显示数据。因为索引图像的值必须是整数，所以比例索引图像就具有更多灵活性。

Scaled indexed images比例索引图像

和一半的索引图像类似，比例索引图像使用矩阵值在图像的colormap中进行查表。而不同之处在于，矩阵值进行线性缩放而形成查表索引值。

比如，现在使用image命令来显示一个小的magic阵接着将它与imagese来对比。 A = magic(5)

A = 17 24 1 8 15 23 5 7 14 16 4 6 13 20 22

10 12 19 21 3 11 18 25 2 9

使用image和255-color的grayscale colormap来显示A image(A)

colormap(gray(256)) axis equal

可以看到显示出的图像非常暗。那是因为A矩阵的元素都在1到25之间，所以图像只使用了grayscale colormap中的最开始的25种颜色来表示图形——均为暗黑色。

对比使用imagesc命令的图形： imagesc(A)

colormap(gray(256)) axis equal

? 如果CData是一个二维矩阵，则image显示的颜色对应于当前figure的colormap。MATLAB使用CData的值（直接或者比例）作为colormap的查表索引。

Image Object:CDataMapping

如果CData是一个二维矩阵，则image显示的颜色对应于当前figure的colormap，而image CDataMapping属性则控制了colormap的查表方式：

u 如果CDataMapping是'direct'，则CData值直接作为查表索引 u 如果它的值是'scaled'，则CData按比例查表。

对于truecolor图像，CDataMapping的值不影响图形显示。 Image Object:Cdata Class

如果图像是truecolor，则CData阵的类型(unit8,unit16或者double)决定了那一个值显示为白色。如果CData class是double，则[1 1 1]显示为白色。如果class是unit8，则[255 255 255]显示为白色。如果class是unit16，则[65535 65535 63355]显示为白色。[ 0 0 0]均显示为黑色。

如果图像是索引方式，则CData的class影响索引操作。double，则1代表第一个colormap颜色；unit8或者unit16，则0代表第一个colormap颜色。

Axes Object:CLim

如果CData是两维的且CDataMapping是'scaled'，则CLim属性的向量决定了比例方式。第一个元素值对应colormap的第一个颜色，第二个元素值对应colormap最后一个颜色。

对于truecolor图像，或者CDataMapping属性为'direct'，则CLim对图像颜色没有影响。 Figure Object:Colormap

如果CData是二维的，则所有显示的像素颜色均来自figure的Colormap。 对于truecolor图像，此属性没影响。 Transparency Properties透明度属性

如果figure AlphaMpa、image AlphaData或者是image AlphaDataMapping属性都设置为nondefault，则一些像素可能被带透明的显示。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gnjd.html