如何在 MATLAB 中更改 RGB 图像的像素值？

Question

所以我需要做的是应用像

这样的操作

(x(i,j)-min(x)) / max(x(i,j)-min(x))

它基本上将每个像素值转换为介于 0 和 1 之间的值。

首先，我意识到 Matlab 使用 imread 将我们的图像（行 * 列 * 颜色）保存在 3D 矩阵中，

Image = imread('image.jpg')

所以，对图像进行简单的最大操作并没有给我像素的最大值，我不太确定它返回什么（另一个多维数组？）。所以我尝试使用类似的东西

max_pixel = max(max(max(Image)))

我认为它工作得很好。同样，我使用了 min 三次。我的逻辑是我得到了所有 3 个颜色平面的最小像素值。

执行上述缩放操作后，我得到的图像似乎只有 0 或 1 个值，中间没有任何值，这似乎不正确。它与整数/浮点数舍入有关吗？

image = imread('cat.jpg')
maxI = max(max(max(image)))
minI = min(min(min(image)))
new_image = ((I-minI)./max(I-minI))

这给出了只有 1 和 0 的输出，这似乎不正确。

我正在尝试的另一种方法是像 here 那样分别处理所有颜色平面。但这是正确的做法吗？

我也可以循环遍历所有像素，但我认为这需要时间。对此非常陌生，任何帮助都会很棒。

Answer 1

如果您不确定 matlab 函数返回什么或为什么，您应该始终首先执行以下操作之一：

在命令窗口中键入 help >functionName< 或 doc >functionName<，在您的情况下为：doc max。这将向您展示该特定功能的基本必知信息，例如需要放入什么以及将输出什么。

对于max 函数，这会产生以下结果：

M = max(A) 返回数组的最大元素。

如果 A 是向量，则 max(A) 返回 A 的最大值。

如果 A 是一个矩阵，那么 max(A) 是一个包含最大值的行向量 每列的值。

如果 A 是一个多维数组，则 max(A) 沿第一个 大小不等于 1 的数组维度，将元素视为 向量。该维度的大小变为 1，而所有维度的大小 其他尺寸保持不变。如果 A 是一个空数组，其第一个 维度的长度为零，然后 max(A) 返回一个空数组，其中 和A一样大

换句话说，如果您在矩阵上使用max()，它将输出一个向量，其中包含每列的最大值（第一个非单维）。如果您在大小为m x n x 3 的矩阵A 上使用max()，它将产生一个大小为1 x n x 3 的最大值矩阵。所以这回答了你的问题：

我不太确定它返回什么（另一个多维数组？）

继续：

我认为它工作得很好。同样，我使用了 min 三次。我的逻辑是我得到了所有 3 个颜色平面的最小像素值。

这是正确的。或者，您可以使用max(A(:)) 和min(A(:))，如果您只是在寻找值，则它们是等效的。

在执行上述操作后，我得到了一个似乎只有 0 或 1 个值的图像，中间没有任何值，这似乎不正确。它与整数/浮点数舍入有关吗？

如果您不发布代码的minimal, complete and verifiable example，我们无法知道为什么会发生这种情况。可能是因为您的变量属于某种类型，也可能是因为您的计算有误。

我正在尝试的另一种方法是像这里所做的那样分别处理所有颜色平面。但这是正确的做法吗？

这取决于预期的最终结果。与一次对所有值进行归一化相比，分别对每种颜色（红、绿、蓝）进行归一化会产生不同的结果（无论如何，在 99% 的情况下）。

Answer 2

您有一个uint8 RGB 图像。

只需将其转换为双图像

I=imread('https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0b/Cat_poster_1.jpg/1920px-Cat_poster_1.jpg')

I=double(I)./255;

或者

I=im2double(I); %does the scaling if needed

Read about image data types

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你做错了什么？

如果您想要将 RGB 图像转换为 [0-1] 范围，那么无论您的 MATLAB 代码是否正确，您都在严重处理问题。让我举个例子说明原因：

假设您有一张有 2 种颜色的图像。

深红色 (20,0,0)：

中蓝色 (0,0,128)

现在您希望将其更改为 [0-1]。你如何缩放它？您建议的方法是使值 128->1 和 20->20/128 或 20->1 （不相关）。然而，当你这样做时，你正在改变颜色！您正在将中等蓝色变为深蓝色（最大 B 通道，）并使 R 方式更加强烈（而不是 20/255、20/128、双亮度！）。这很糟糕，因为这是简单的颜色，但是结合 RGB 值，您甚至可以更改颜色本身，而不仅仅是强度。因此，转换为 [0-1] 范围的唯一正确方法是假设您的最小值和最大值为 [0, 255]。