实验二：MATLAB的4连通和8连通、减采样方法和灰度级变换

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MATLAB的4连通和8连通

什么像素是4连通呢，就是位于坐标(x,y)的一个像素P有4个水平和垂直的相邻像素，它们的坐标分别是(x+1,y),(x-1,y),(x,y-1),(x,y+1)。
如图，这就是像素的四连通：

这个像素集称为P的4邻域，用N4§表示。每个像素距（x,y）一个单位距离，如果（x,y）位于图像的边界，则p的某一邻像素位于数字图像的外部。

P的4个对角邻像素有如下坐标(x+1,y+1),(x+1,y-1),(x-1,y-1),(x-1,y+1) 。

这个像素集用Nd§表示，每个像素距（x,y）一个单位距离。

N4§+Nd§=N8§，N8§称为点P的八邻域，如果（x,y）位于图像的边界，则Nd§和N8§中的某些点落入图像的补边。

如何确定两个像素是否连通？

确定他们的灰度值是否满足相似性的准则，他们是否相邻，就像在二值图像中，两个像素很可能是4邻接的，但是要他们的灰度值相同才可以说明是连通的。

试求一个图的八连通和四连通，并且观察他们的分别

BW=[ 1 0 0 1 0 ; 0 1 1 1 0 ; 0 1 0 0 1 ; 0 0 0 1 1 ]
X=bwlabel(BW,4)。
Y=bwlabel(BW,8)
显示的结果就是

以上的显示结果表示四连通区域或四邻域，是指对应像素位置的上、下、左、右，是紧邻的位置。八连通区域或八邻域，是指对应位置的上、下、左、右、左上、右上、左下、右下，是紧邻的位置和斜向相邻的位置，四连通是八连通的子集，也就是说在图像处理中四连通的区域，一定是八连通。

MATLAB的减采样方法

什么是采样呢，采样就是把一个连续的图像，分成二维空间的一个个点，我们要用若干个点来表示这一幅图像，采样结果质量的高低就是分辨率。

对图像分别进行4和16倍减采样，查看减采样的效果

一倍采样：

a=imread(‘xiongda.jpg’);
b=rgb2gray(a);
[X,Y]=size(b);g=zeros(X,Y);
i=1;j=1;
for i1=1:1:X
for j1=1:1:Y
g(i,j)=a(i1,j1);
j=j+1;
end
j=1;
i=i+1;
end
subplot(221),imshow(uint8(g));

二倍减采样：

a=imread(‘xiongda.jpg’);
b=rgb2gray(a);
[X,Y]=size(b);g=zeros(X,Y);
i=1;j=1;
for i1=1:1:X
for j1=1:2:Y
g(i,j)=a(i1,j1);
j=j+1;
end
j=1;
i=i+1;
end
subplot(222),imshow(uint8(g));

四倍减采样：

a=imread(‘xiongda.jpg’);
b=rgb2gray(a);
[X,Y]=size(b);g=zeros(X,Y);
i=1;j=1;
for i1=1:2:X
for j1=1:2:Y
g(i,j)=a(i1,j1);
j=j+1;
end
j=1;
i=i+1;
end
subplot(223),imshow(uint8(g));

十六倍减采样：

a=imread(‘xiongda.jpg’);
b=rgb2gray(a);
[X,Y]=size(b);g=zeros(X,Y);
i=1;j=1;
for i1=1:4:X
for j1=1:4:Y
g(i,j)=a(i1,j1);
j=j+1;
end
j=1;
i=i+1;
end
subplot(224),imshow(uint8(g));

查看效果图：

可见减采样倍数越高，图像越小。

另：subplot函数的用法，subplot(x,y,z) 其中x表示行，y表示列，z表示图像在行列中，从左往右，从上往下的第几个位置，xyz可以不用逗号隔开，例如上面的subplot(221)就是两行两列第一个的意思，222就是第二个，223就是第三个。

MATLAB的灰度级变换

将一副图像转换成256灰度值，64级灰度值，16级灰度值，4级灰度值

a=imread(‘xiongda.jpg’);
b=rgb2gray(a);
[X,Y]=size(b);
g=zeros(X,Y);
for i=1:X
for j=1:Y
g(i,j)=floor(b(i,j));
end
end
subplot(221)
imshow(uint8(g)) %256

for i=1:X
for j=1:Y
g(i,j)=floor(b(i,j)/4);
end
end
subplot(222)
imshow(uint8(g)) %64

for i=1:X
for j=1:Y
g(i,j)=floor(b(i,j)/16);
end
end
subplot(223)
imshow(uint8(g)) %16

for i=1:X
for j=1:Y
g(i,j)=floor(b(i,j)/64);
end
end
subplot(224)
imshow(uint8(g)) %4

看看效果：

我们可以得到一个结论，灰度级越低，图像越黑。

以上就是实验二MATLAB的4连通和8连通、减采样方法和灰度级变换