基于MATLAB的彩色图像转灰度图像

图像是怎样构成的?

像素对于我们来说并不陌生,在我们购买手机的时候像素的高低是我们参考的重要标准之一。其实任意一幅图像都是由非常多个像素点构成,而每一个像素点都能表示任意一种颜色,我们可以将像素点理解成最小的图像单位。在初中物理中我们曾学习到任意一种颜色都可以由三原色(红绿蓝)组合而成,事实上每一个像素点也是由R、G、B值的不同组合而成。

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。利用MATLAB对图像进行读取,我们可以看到该图像RGB的数据为256*256*3 uint8,其中256*256表示长和宽的像素个数,3表示红绿蓝三个分量图像,uint8,表示每个分量图像(R、G、B)的像素点值的位宽为8比特,即可表示0-255的范围。

彩色图像是如何转换为灰度图像的?

灰度数字图像是每个像素只有一个采样颜色的图像,通常显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度。前面我们已经知道了每个分量图的像素点为8bit,可表示0-255的范围,其中0表示黑色,255表示白色。因而我们可以通过RGB模型到YUV模型(亮度-色度模型,“Y”表示明亮度,“U”和“V”则是色度、浓度)的转换,利用数学计算,将RGB三通道转化为YUV模型中的Y通道(亮度)从而将彩色图像转换成灰度图像。转换公式如下

MATLAB代码实现

通常我们可以使用两种方法将彩色图像转化为灰度图像,一种是使用MATLAB自带的rgb转灰度指令rgb2gray,另一种则是利用转换公式进行计算,以下是源代码。

我们来看看代码运行后的效果图

现在我们可以知道如美图秀秀等修图软件添加滤镜的效果其实就是在对图像的RGB值进行处理,而这一点MATLAB也能够做到。

参考资料:

数字图像处理_第三版_中_冈萨雷斯