matlab—影像分析进阶
十三、影像分析进阶
在这一章里面我们要做的事情全部都围绕两个问题，一个图像当中有多少个xxx，他们的大小是多少，举个例子
图13-1 rice
上图是一个米的影像，这张图片里有很多的米，现在我们的问题是，这里面有多少米，他们的大小是多少？
13.1 graythresh() and im2bw()
我们要回答上述两个问题，首先要做的是对影像进行预处理，第一步就是对图像进行阈值化处理。所谓阈值化处理就是当灰度值低于一个值（阈值）时，让其成为一个小的值，当灰度值大于一个值（阈值）时，让其成为一个大的值，即实现了阈值分割，这样图像就黑白分明，对比度加大了
所以我们首先要找到阈值，才能进行阈值化处理，matlab为我们提供了两个函数：
1.graythresh()：使用最大类间方差法找到图片的一个合适阈值，其调用格式为：level = graythresh();
2.im2bw()：使用阈值变换法把灰度图像转换成二值图像，所谓二值图像就是只有0（纯黑）、255（纯白），其调用格式为：bw = im2bw(I,level);，其中I是原图像对应矩阵，level是阈值
示例：
图13-2 阈值化处理
现在我们看上面的图，其实还没有打到我们想要的效果，因为有的米在处理的时候直接消失了，还有的变成了很多小颗粒，这些都会影响我们的结果。究其原因，我们发现，原图的背景本身就不是很均匀，中间部分比较亮，下半部分比较暗，所以我们要想办法去掉背景（background subtraction）
13.2 background subtraction
要想去掉背景，首先我们得把背景分离出来吧，这里用到一个函数imopen，读者照做即可
图13-3 去掉背景
现在我们可以将去掉背景以后的影响在做阈值化处理
图13-4 阈值化处理2
到此我们的影像预处理算是完成了，得到了一个比较满意的处理后的影像，下面我们就是要想办法让计算机去“数”有多少颗米，这说起来可能比较难，但是我们先分析图上，怎么样算是一颗米，我们不妨先看一下bw的矩阵
图13-5 bw矩阵
因为矩阵太大，所以我随便节选了一个部分，经过阈值化处理之后，矩阵内只有0和1，0表示黑，1表示白，我们的影像也是这样，米是白的，所以我们可以看到，在矩阵中，连续的一段区域内都是1，也就表示这是一颗米，当然这个类似于搜索的算法，不需要我们写，matlab为我们提供了函数bwlabel
13.3 bwlabel()
调用格式：L = bwlabel(bw,n)，返回一个和bw大小相同的矩阵L，包含了标记bw中每个连通区域的类别标签，这些标签的值为1、2......num（连通区域的个数），n的值为4或8，表示是按4连通寻找还是按8连通寻找。4连通是指，如果像素的位置在像素相邻的上、下、左、右，则认为他们是连通的。8连通是指，如果像素的位置在像素相邻的上、下、左、右、左上角、左下角、右上角、右下角，则认为他们是连通的
示例：
图13-6 示例1
>>L = bwlabel(bw,4);
图13-7 四连通寻找
>>[L, num] = bwlabel(BW,8)
图13-8 八连通寻找
下面我们开始分析米的数量
图13-9 99颗米
计算出来的结果，num是99，所以图上一共有99颗米，不信的话可以打开label矩阵，看看靠右下角的地方数值是不是99。那么数完了米的数量，读者还可以思考一下，如何求出最大的米的大小以及所有米的平均大小，这两个问题留给读者下去思考
13.4 label2rgb()
我们再多学习几个函数，label2rgb这个函数的名字一听就知道，是将一个影像转换成rgb色彩，参数太简单我就不写了，直接看示例
示例：
图13-10 label2rgb函数
13.5 regionprops()
用来度量图像区域属性的函数regionprops()，调用格式为：stats = regionprops(L,properties);
参数说明：测量矩阵L中每一个标注区域的一系列属性，返回值stats是一个长度为max(L(:))的结构数组，结构数组的相应区域定义了每一个区域相应属性下的度量，properties可以是”all”或者”basic”，如果是all，则所有度量数据都将被计算，详情参考360百科：https://baike.so.com/doc/3338660-3515923.html
示例：
图13-11 regionprops函数
stats存储的是这99颗米，每颗米的area、centroid、boundingbox这三个度量的数据，如果要想查看第某颗米的数据，只需要stats(x)即可，这里我查看的是第33颗米的数据
13.6 bwselect()
最后说一个函数就结束影像处理的部分了，这个函数能够让用户与影像产生交互，bwselct，参数比较简单，直接给出示例
示例：
图13-12 bwselect函数
还没完，这时你把鼠标移到图上，随便点击几颗米，然后摁一下鼠标右键，图上就会只剩你点击的几颗米
图13-13bwselect函数（续）