6. 特定地區處理__MATLAB影像處理

        在進行影像處理時，有時只需要對映像中的某個特定地區進行處理，而並不需要對整個映像進行處理。比如要對使用者選定的一個特定的一個地區作均值濾波或對比增強，MATLAB就可以只對特定的地區進行處理。

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1.指定感興趣地區

       MATLAB中對特定地區的處理是通過二值掩模來實現的。使用者選定一個地區後會產生一個與原圖大小相同的二值映像，選定的地區為白色，其餘部分為黑色。通過掩模映像就可實現對特定地區的選擇性處理。

      MATLAB影像處理工具箱提供了3個函數用於產生二值掩模，從而選擇特定地區，下面分別介紹。

      （1）roipoly：

              roipoly函數用於選擇映像中的多邊形地區。roipoly函數返回二值映像BW，選中地區的像素值為1（白色），其餘部分值為0（黑色）。這個二值映像可以作為掩模，通過與原圖的運算選擇目標或背景。其文法格式如下：

             BW=roipoly（I，c，r）

            BW = roipoly(I)
            BW = roipoly(x,y,I,xi,yi)
            [BW,xi,yi] = roipoly(⋯)
            [x,y,BW,xi,yi] = roipoly(⋯)

 

             BW=roipoly(I,c,r)是用向量 c、r 指定多邊形各角點的 x、y 軸的座標。

             BW=roipoly(I)是允許使用者互動選擇多邊形地區，選擇角點，用空格鍵和 Del 鍵撤銷選擇，按 Enter 鍵確認選擇。

             BW=roipoly(x,y,I,xi,yi)用向量 x 和 y 建立非預設的座標系，然後在指定的座標系下選擇由向量 xi、yi 指定的多邊形地區。
             [BW,xi,yi]=roipoly(⋯)互動選擇多邊形地區，並返回多邊形角點的座標。
             [x,y,BW,xi,yi]=roipoly(⋯)互動選擇多邊形地區後，還返回多邊形頂點在指定為座標系 x，y下的座標。

例：

I=imread('eight.tif');
 %matlab內建的素材圖，不需要指定路徑，在MATLAB的工作路徑下，C:\Program Files\MATLAB\R2014a\toolbox\images\imdata
 c=[222 272 300 270 221 194];
 r=[21 21 75 121 121 75];
 BW=roipoly(I,c,r);
 imshow(I),title('原圖');
 figure,imshow(BW),title('選中的地區');

（2）roicolor

  MATLAB 影像處理工具箱提供的 roicolor 函數可以對 RGB 映像和灰階映像實現按灰階或亮度值選擇地區，其文法格式為：
    BW = roicolor(A,low,high)
    BW = roicolor(A,v)

    BW = roicolor(A,low,high)表示按指定的灰階範圍分割映像，返回二值掩模 BW，[low high]為所要選擇地區的灰階範圍，若灰階值在這個範圍，則返回1（白色），否則返回0（黑色）。如果 low 大於 high，則返回為空白矩陣。

  BW=roicolor(A,v)是按向量 v 中指定的灰階值來選擇地區。

例：

 I=imread('rice.png');
>>  %matlab內建的素材圖，不需要指定路徑，在MATLAB的工作路徑下，C:\Program Files\MATLAB\R2014a\toolbox\images\imdata

>> BW=roicolor(I,128,255);
>> %映像I的灰階值在[128 255]的範圍內返回1（即白色），不在[128 255]範圍內，返回0（即黑色）;
>> figure,imshow(I),title('原圖');
>> figure,imshow(BW),title('選擇的地區');

（3）poly2mask

      該函數可以轉化指定的多邊形地區為二值掩模。語句格式為
     BW = poly2mask(x,y,m,n)
    x 和 y 表示兩個向量，指定一個多邊形地區，BW 的大小為 m×n，在 BW 中指定地區內的像素為 1（白色），指定地區外的像素為 0（黑色）。如果 x 和 y 指定的地區不封閉，則 poly2mask 自動封閉這個多邊形。

例：

x = [63 186 54 190 63];
y = [60 60 209 204 60];
bw = poly2mask(x,y,256,256);
imshow(bw)
hold on
plot(x,y,'b','LineWidth',2)

2. 特定地區濾波

MATLAB 影像處理工具箱中提供了一個地區濾波函數 roifilt2，其文法格式為：
J = roifilt2(h,I,BW)
J = roifilt2(I,BW,fun)
J = roifilt2(I,BW,fun,P1,P2,⋯)

J = roifilt2(h,I,BW)使用濾波器 h 對映像 I 中用二值掩模 BW 選中的地區進行濾波。
J=roifilt2(I,BW,fun)和 J=roifilt2(I,BW,fun,P1,P2,⋯)對映像 I 中用二值掩模 BW 選中的地區作函數運算 fun，其中 fun 是描述函數運算的字串，參數為 p1、P2、⋯⋯返回映像 J 在選中地區的像素為映像 I 經 fun 運算的結果，其餘部分的像素值為 I 的原始值。

例：

I = imread('eight.tif');
c = [222 272 300 270 221 194];
r = [21 21 75 121 121 75];
BW = roipoly(I,c,r);%指定濾波地區為 c 和 r 確定的多邊形
h = fspecial('unsharp');%指定濾波運算元為 unsharp
J = roifilt2(h,I,BW);
figure,imshow(I),title('原圖');
>> figure,imshow(BW),title('濾波的地區');
>> figure,imshow(J),title('對選定地區濾波後的輸出');

3.特定地區填充

   MATLAB 影像處理工具箱中提供了函數 roifill 用於對特定地區的填充，其文法格式為：

   J = roifill(I,c,r)
   J = roifill(I)
   J = roifill(I,BW)
   [J,BW] = roifill(⋯)
   J = roifill(x,y,I,xi,yi)
    [x,y,J,BW,xi,yi] = roifill(⋯)

   其中 J=roifill(I,c,r)填充由向量 c、r 指定的多邊形，c 和 r 分別為多邊形各頂點的 x、y 座標。它是通過求解邊界的拉普拉斯方程，利用多邊形邊界點的灰階平滑的插值得到多邊形內部的點。通常可以利用對指定地區的填充來“擦”掉映像中的小塊地區。

 J=roifill(I)表示由使用者互動選取填充的地區。選擇多邊形的角點後，按 Enter 鍵表示結束，空格鍵或 Del 鍵表示取消一個選擇。
 J=roifill(I,BW)用掩模映像 BW 選擇地區。
 [J,BW]=roifill(⋯)在填充地區的同時還返回掩模映像 BW。
 J=roifill(x,y,I,xi,yi)和[x,y,J,BW,xi,yi]=roifill(⋯)表示在指定的座標系 x?y 下填充由向量 xi和 yi 指定的多邊形地區。

例：

I=imread('eight.tif');
  %matlab內建的素材圖，不需要指定路徑，在MATLAB的工作路徑下，C:\Program Files\MATLAB\R2014a\toolbox\images\imdata
c=[222 272 300 270 221 194];
r=[21 21 75 121 121 75];
J=roifill(I,c,r);
figure,imshow(I),title('原圖');
>> figure,imshow(J),title('填充後的圖');

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