中国地质大学(武汉) 数字图像处理实习报告书
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第1题：
实验内容及目的：
根据灰度图象得到一副彩色图像（变换函数自定），分别显示1幅彩色图象的R ，G ，B 分量（每个分量用8 bit 表示)，和这幅彩色图象的H ，S ，I 分量（每个分量也各用8 bit 表示)。
通过本题学会灰度图和彩色图之间的转换，了解RGB 空间和HIS 空间之间的关系。 实验原理：
图像由若干个像素点组成。灰度图像矩阵的每个元素对应一个灰度值，伪彩色图像矩阵的每个元素对应R 、G 、B 分量的值。将一幅灰度图变为一幅彩色图相当于在灰度值与RGB 分量之间建立函数关系。HIS 彩色空间由H （色调）、S （饱和度）、I （辉度）分量构成。RGB 分量和HIS 分量的对应关系如下：
根据对应函数将RGB 分量转化为HIS 分量并显示，即可得到所需的HIS 分量图。 思路分析：
用MA TLAB 处理图像首先要将灰度图像读入。读入后将图像矩阵中的元素转化为uint8类型处理。将灰度图变为彩色图就是在灰度值与R 、G 、B 分量之间建立关系，所以要先生成R 、G 、B 分量的矩阵，这就要知道原灰度图的大小（用size （）函数实现）。建立R 、G 、B 分量的矩阵后，采用循环根据原图像的灰度值对其进行赋值。最后用cat （）函数合并三个分量得到生成的彩色图。
读入彩色图像并转为uint8类型，根据彩色图像的构成将R 、G 、B 分量从图像矩阵中分量出来并显示。
显示图像的HIS 分量时，首先将图像转化为double 类型处理。然后分离出RGB 分量，根据RGB 分量和HIS 分量之间的转化关系得到HIS 分量，此时的HIS 分量时double 类型，所以将这三个分量合并后转化为8bit 类型。将转化后的矩阵再分离出HIS 分量即可得到8bit ⎩⎨⎧≤-≥=--+--+-=-=++=-.
,2;, ],))(()()]()[(21[cos );,,min(31 ;3/)(21B G B G H B G B R G R B R G R B G R I S B G R I θπθθ
类型的HIS分量图。
代码：
clear all;
close all;
X=imread('fudiao.jpg'); %读入图像
subplot(121);
imshow(X);title('灰度图像'); %显示原始图像
X=im2uint8(X); %将图像转化为int8类型[M,N]=size(X); %求得矩阵的维度
%生成RGB矩阵
R=zeros(M,N);
G=zeros(M,N);
B=zeros(M,N);
%建立灰度值与RGB分量之间的变换关系
for p=1:M
for k=1:N
if(X(p,k)<128)
R(p,k)=128;
elseif(X(p,k)<192)
R(p,k)=4*X(p,k)-511;
else
R(p,k)=255;
end
if(X(p,k)<64)
B(p,k)=255;
elseif(X(p,k)<128)
B(p,k)=511-4*X(p,k);
else
B(p,k)=0;
end
if(X(p,k)<64)
G(p,k)=4*X(p,k);
elseif(X(p,k)<192)
G(p,k)=255;
else
G(p,k)=1023-4*X(p,k);
end
end
end
Z=cat(3,R,G,B); %合并三个分量
Subplot(122);
imshow(Z); %显示伪彩色图
title('伪彩色图像');
%%%%%%%%%%%%%
%显示一幅图的RGB分量和HIS分量
clear all;
close all;
X=imread('tower.jpg');
X=im2uint8(X); %将图像转化为int8类型figure(1);
title('原始图像'); %显示原始图像
imshow(X);
XR=X(:,:,1); %分离出RGB分量
XG=X(:,:,2);
XB=X(:,:,3);
figure(2);
subplot(2,3,1);
imshow(XR);
%显示RGB分量图
title('R分量');
subplot(2,3,2);
imshow(XG);
title('G分量');
subplot(2,3,3);
imshow(XB);
title('B分量');
%HSI分量
X=im2double(X);
XR=X(:,:,1);
XG=X(:,:,2);
XB=X(:,:,3);
%根据RGB分量和HIS分量间的变换关系求得HIS分量num=0.5*((XR-XG)+(XR-XB));
den=sqrt((XR-XG).^2+(XR-XB).*(XG-XB)); theta=acos(num./(den+eps));
if(XG>=XB)
H=theta;
else
H=2*pi-theta;
end
I=(XR+XG+XB)./3;
num=min(min(XR,XG),XB);
den=XR+XG+XB;
den(den==0)=eps;
S=1-3.*num./den;
M=cat(3,H,S,I);%合并三个分量
M=im2uint8(M);%将图像转化为8bit类型
