HSI彩色图像空间滤波

1、代码

%HSI彩色图像空间滤波
clc;
clear all;
close all;
disp('彩色图像空间滤波开始.......');
%%
%提取3个分量图像
f=imread('0.jpg');   %加载彩色图像
%显示原图像
figure;imshow(f);title('彩色原图像');
h=rgb2hsi(f);   %rgb图像转化为HSI
H=h(:,:,1);    %提取H通道分量图像
S=h(:,:,2);    %提取S通道分量图像      
I=h(:,:,3);    %提取I通道分量图像
%显示三通道图像
figure;
subplot(2,2,1);imshow(H);title('H');
subplot(2,2,2);imshow(S);title('S');
subplot(2,2,3);imshow(I);title('I');
%%
%分别过滤每个分量图像
w = fspecial('average', 3);
i_filter=imfilter(I,w,'replicate');   %平滑蓝色分量图像
%显示滤波后的三通道图像
figure;
imshow(i_filter);title('I滤波后');
%%
%重建滤波后的RGB图像
hsi=cat(3,H,S,i_filter);	%构造多维数组，即合并3分量图像为一副彩色图像
%显示重建后的图像
figure;imshow(hsi);title('重建后');
%%
%hsi滤波后转化为RGB
rgb=hsi2rgb(hsi);
figure;imshow(rgb);title('滤波转RGB结果');

（2）函数rgb2hsi（）定义

function hsi = rgb2hsi(rgb)
% hsi = rgb2hsi(rgb)把一幅RGB图像转换为HSI图像，
% 输入图像是一个彩色像素的M×N×3的数组，
% 其中每一个彩色像素都在特定空间位置的彩色图像中对应红、绿、蓝三个分量。
% 假如所有的RGB分量是均衡的，那么HSI转换就是未定义的。
% 输入图像可能是double（取值范围是[0, 1]），uint8或 uint16。
%
% 输出HSI图像是double，
% 其中hsi(:, :, 1)是色度分量，它的范围是除以2*pi后的[0, 1]；
% hsi(:, :, 2)是饱和度分量，范围是[0, 1]；
% hsi(:, :, 3)是亮度分量，范围是[0, 1]。

% 抽取图像分量
rgb = im2double(rgb);
r = rgb(:, :, 1);
g = rgb(:, :, 2);
b = rgb(:, :, 3);

% 执行转换方程
num = 0.5*((r - g) + (r - b));
den = sqrt((r - g).^2 + (r - b).*(g - b));
theta = acos(num./(den + eps)); %防止除数为0

H = theta;
H(b > g) = 2*pi - H(b > g);
H = H/(2*pi);

num = min(min(r, g), b);
den = r + g + b;
den(den == 0) = eps; %防止除数为0
S = 1 - 3.* num./den;

H(S == 0) = 0;

I = (r + g + b)/3;

% 将3个分量联合成为一个HSI图像
hsi = cat(3, H, S, I);

（3）函数hsi2rgb（）定义

function rgb = hsi2rgb(hsi)
% rgb = hsi2rgb(hsi)把一幅HSI图像转换为RGB图像，
% 其中hsi(:, :, 1)是色度分量，它的范围是除以2*pi后的[0, 1]；
% hsi(:, :, 2)是饱和度分量，范围是[0, 1]；
% hsi(:, :, 3)是亮度分量，范围是[0, 1]。
%
% 输出图像分量：
% rgb(:, :, 1)为红；
% rgb(:, :, 2)为绿；
% rgb(:, :, 3)为蓝。

% 抽取图像分量
hsi = im2double(hsi);
H = hsi(:, :, 1) * 2 * pi;
S = hsi(:, :, 2);
I = hsi(:, :, 3);

% 执行转换方程
R = zeros(size(hsi, 1), size(hsi, 2));
G = zeros(size(hsi, 1), size(hsi, 2));
B = zeros(size(hsi, 1), size(hsi, 2));

% RG扇形(0 <= H < 2*pi/3)
idx = find( (0 <= H) & (H < 2*pi/3));
B(idx) = I(idx) .* (1 - S(idx));
R(idx) = I(idx) .* (1 + S(idx) .* cos(H(idx)) ./ ...
cos(pi/3 - H(idx)));
G(idx) = 3*I(idx) - (R(idx) + B(idx));

% BG扇形(2*pi/3 <= H < 4*pi/3)
idx = find( (2*pi/3 <= H) & (H < 4*pi/3) );
R(idx) = I(idx) .* (1 - S(idx));
G(idx) = I(idx) .* (1 + S(idx) .* cos(H(idx) - 2*pi/3) ./ ...
cos(pi - H(idx)));
B(idx) = 3*I(idx) - (R(idx) + G(idx));

% BR扇形
idx = find( (4*pi/3 <= H) & (H <= 2*pi));
G(idx) = I(idx) .* (1 - S(idx));
B(idx) = I(idx) .* (1 + S(idx) .* cos(H(idx) - 4*pi/3) ./ ...
cos(5*pi/3 - H(idx)));
R(idx) = 3*I(idx) - (G(idx) + B(idx));

% 将3个分量联合成为一个RGB图像
rgb = cat(3, R, G, B);
rgb = max(min(rgb, 1), 0);

2、运行结果

HSI彩色图像空间滤波

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