Matlab大作业-基于GUI制作图像处理工具箱

MATLAB的GUI界面设计：

MATLAB通过资源管理器导入图片：

MATLAB GUI通过文件管理器保存图片：

MATLAB利用摄像头进行截图抓拍并导入：

滤波器部分：

判断图像是否已经灰度化的方法：

硬币检测：

红苹果提取：

矩形和圆形检测：

照片动漫滤镜：

照片素描滤镜：

老照片风格：

油画滤镜：

美化GUI：

大作业进度开始的有点晚，记一下学习心得。

首先学习一下GUI界面的制作。看了一下老师给的别人的源码，功能很多也很好，但是和我们自己的作业要求有点差别，而且也不能copy。我用的2020版matlab，直接在软件找已经找不到GUI，好像以后都要变成app了，但是这次大作业我们还是得做GUI，哈哈。

找了一下GUI基础教程。（补充一下心得：建议先了解一下handles再做回调会简单很多）

MATLAB的GUI界面设计：

Matlab实践之图形化界面设计与使用

从文件夹加载图片的GUI教程，创建按钮和坐标区。

GUI加载图片

新建一个GUI，保存为fig格式。实验要求显示的图片感觉好多，都不知道怎么排版比较好。建议多使用对齐工具和按钮组，让界面看起来更舒服。了解了一下基础的回弹事件，感觉GUI也挺简单的，放到对应函数里面去就好了。

【新手向】手把手带你入门的MATLAB的GUI编程实例

打算先做一下GUI界面然后再慢慢调用函数。

下午做了一个简单的基础界面。

今天复习线代去了，晚上做一下matlab。

改了一下每个组件的Tag，然后在导入图片的callback回调事件中加入代码。

% '*.*'为显示当前文件夹中的所有文件；
% select a picture为文件对话框的标题；
% 'multiselect','on'为打开选择多个模式（默认为关）；
axes(handles.origin)
[fn, pn, ~] = uigetfile('*.*','请选择所要识别的图片','multiselect','on');
I = imread([pn fn]);%读取图像参数为图像名称和图像路径
imshow(I);

参考了一下别人的代码，应该在界面初始化的时候设置所有按钮无法点击，不然有功能没有图片会出现问题，先加载图片才能使用功能。

%设置按钮不可点击
set(handles.grey,'Enable','off');
set(handles.binary,'Enable','off');
set(handles.getapple,'Enable','off');
set(handles.getcoin,'Enable','off');
set(handles.balance,'Enable','off');
set(handles.picadd,'Enable','off');
set(handles.picsub,'Enable','off');
set(handles.light,'Enable','off');
……%写一个函数方便调用
function on(handles)
set(handles.grey,'Enable','on');
set(handles.binary,'Enable','on');
set(handles.getapple,'Enable','on');
set(handles.getcoin,'Enable','on');
set(handles.balance,'Enable','on');
set(handles.picadd,'Enable','on');
set(handles.picsub,'Enable','on');
set(handles.light,'Enable','on');
……
%调用方法
on(handles)%激活按钮

MATLAB GUI通过文件管理器保存图片：

Matlab GUI 界面编程：保存坐标系中的图片

h = figure('visible','off');new_axes = copyobj(handles.window2,h);%axes1表示坐标系对象set(new_axes,'Units','normalized','Position',[0.1 0.1 0.8 0.8]);[filename, pathname] = uiputfile({'*.png';'*.bmp';'*.jpg'},'图片保存为');if filename ~= 0file = strcat(pathname,filename);saveas(h,file);msgbox('图像已成功保存','确认！','warn');elsemsgbox('已取消','确认','warn');end

MATLAB利用摄像头进行截图抓拍并导入：

周末早起做作业了，加载摄像头，用的这个教程。

MATLAB调用USB摄像头实现过程

报错：错误使用 webcam (line 116) 已存在与网络摄像机 EasyCamera 的有效连接。不能创建与同一网络摄像机的另一连接。

解决方法：

clear    % 清除变量
clc     % 清除界面信息

在Gui界面中显示视频流尽量使用Image Acquisition Toolbox。但是我装不了，所以还是使用的其他方法，看起来还是很成功的。

webcamlist;
cam1 = webcam(1);
img = snapshot(cam1); %抓拍图片
axes(handles.origin) %展示到第一个坐标
imshow(img);handles.img=img;%存入句柄
handles.img2=img;axes(handles.result) %展示到第二个坐标
imshow(handles.img2);clear cam1 %关闭摄像头
on(handles)%激活按钮
guidata(hObject, handles);

图片灰度化，我刚开始不是很懂，把img变成全局变量，然后在后面进行调用。在灰度化的时候要使用有颜色的rgb图片才行，不能用已经灰度化的图片，再加载直方图。

在进行直方图的加载的时候我又遇到了第一次做实验遇到的错误，像这样，要把figure写在前面，把imhist函数写在最后，否则加载的直方图就是一条直线。

%普通加载
figure(6); subplot(1,2,1);
imhist(g,64);%在gui中加载直方图
axes(handles.axes4)
imhist(handles.img2,64);  %转换直方图

坐标轴稍微有一点重叠，但是应该不影响观看，就这样吧。亮度变化也做好了。

后面发现自己用global全局变量传递数据的办法有点笨，改成了用句柄，哎，真的很折腾。

guidata handles理解

放几个常用的交互传递GUI参数的代码

%获取滑动条选择的参数
th = get(handles.binary,'Value')%0~1之间的一个数值
%滑动条最大值为1.0，最小值为0.0是因为im2bw函数的阈值输入在0~1之间
%二值化时自定义拖动选择的阈值
%把滑动条的数字传递到GUI界面的文本框中
set(handles.text11,'String',num2str(th));%获取可编辑文本框edit中的参数，记得类型是string，需要转成num数值类型才能使用
handles.angle=str2num(get(handles.edit3,'String'));%获得输入值

二值化，图像叠加和亮度变化也做完了。在做的时候不断调整gui，使其更加合理。

运动模糊和对数，指数变换已实现。（这些都是平时作业有的代码就不放出来了）今天做了差不多六个小时，有点累。

继续

val=get(hObject,'Value');%获得选取项
%不同选项事件
switch valcase 1%对话框helpdlg('请选择需要添加的噪声','Morphological Operations');case 2handles.img3=imnoise(handles.img3,'gaussian',0.02);axes(handles.uppic); %在右边进阶图像中展示imshow(handles.img3);case 3handles.img3=imnoise(handles.img3,'salt & pepper',0.02);axes(handles.uppic); %在右边进阶图像中展示imshow(handles.img3);
end
guidata(hObject, handles);

像这种必须要有3x3或者5x5模板才能进行滤波器操作，有前提条件的情况，那么选择的radiobutton最好添加一个默认值，也就是有默认勾选，在CreateFcn回调里面添加。

function x3_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)
%初始值
handles.mould=3;
guidata(hObject, handles);%保存句柄

滤波器部分：

高斯滤波在实验3的时候没有做，花了一点时间找代码和学习。 handles真好用，什么类型的值都可以存ovo

function filter_Callback(hObject, eventdata, handles)
val=get(hObject,'Value');%获得选取项
%不同选项事件
switch valcase 1%对话框helpdlg('请选择需要使用的滤波器','Morphological Operations');case 2%均值滤波模板handles.num=1;handles.mb=fspecial('average',handles.mould);case 3handles.num=2;case 4%高斯滤波模板handles.num=3;handles.mb=fspecial('gaussian',[handles.mould,handles.mould],1);
end
guidata(hObject, handles);function ok1_Callback(hObject, eventdata, handles)
if handles.num==1%均值滤波器,255归一化handles.img3= filter2(handles.mb,handles.img3)/255; axes(handles.uppic); %在右边进阶图像中展示imshow(handles.img3);
end
if handles.num==2%中值滤波handles.img3= medfilt2(handles.img3,[handles.mould handles.mould]); axes(handles.uppic); %在右边进阶图像中展示imshow(handles.img3);
end
if handles.num==3handles.img3=filter2(handles.mb,handles.img3)/255;%用生成的高斯序列进行滤波axes(handles.uppic); %在右边进阶图像中展示imshow(handles.img3);
end
guidata(hObject, handles);

大多数功能都做完了，还剩硬币检测和提取红苹果。

前几天在准备线代考试，没有进度，今天继续。

判断图像是否已经灰度化的方法：

[m,n,l] = size(handles.img3);%检测图片的规格
if l == 3handles.img3 = rgb2gray(handles.img3);    %如果为彩色图 则转化为灰度图
elsehandles.img3=handles.img3;
end

红苹果检测老师给的代码要装一个什么工具箱，好麻烦，找一下有没有其他办法可以做。

硬币检测：

先做了硬币检测，单独写了一下。

基于Matlab实现硬币计数https://blog.csdn.net/qq_59343209/article/details/127927784?spm=1001.2014.3001.5501

红苹果提取：

用 matlab 对图像进行局部提取（颜色叠加）

看了一下这几个博客，重要的是要得到的就是二值化的分割出来的主体图像，剩下提取的步骤其实不算难。可以使用图像相乘，或者颜色叠加。

由于给定的图片主要分为红色的苹果和绿色的叶子部分，所以可以基于颜色进行分割。单独写了一篇。

MATLAB红苹果提取（颜色分割）https://blog.csdn.net/qq_59343209/article/details/127934269?spm=1001.2014.3001.5501

矩形和圆形检测：

数字图像处理-图像分割&形态学处理&圆与矩形检测

%通过分割，并基于形状特征实现圆和矩形的检测
pic=imread('shape.png');
gray_pic=rgb2gray(pic);
pic=1-im2bw(pic,0.74);  %灰度图转换成二值图像，直接进行灰度反转，让图形区域置1
for i=180:265pic(190,i)=1;
end
pic_fill=imfill(pic,'holes');            %填充洞
pic_fill=bwareaopen(pic_fill,10);        %删掉一些小块噪点
%bwboundaries是一个函数，可以用来获取二值图中对象的轮廓，包括外部轮廓与内部边缘。
[B,L]=bwboundaries(pic_fill,'noholes');     %Extent:各连通区域像素点与最小边界像素点比值
%regionprops度量图像区域属性
%boundingbox边框
%Centroid重心result=regionprops(pic_fill,'Extent','Centroid','boundingbox');
centroids = cat(1, result.Centroid);   %各连通区域质心
draw_rect=cat(1,result.BoundingBox);   %各连通区域最小边界矩形figure;
imshow(pic_fill);title('圆和矩形检测');
hold on;for i=1:size(result)
%y：黄色；k：黑色；w：白色；b：蓝色；g：绿色；r：红色；c：亮青色；m：锰紫色
%rectangle创建矩形,边缘颜色为黄色rectangle('position',draw_rect(i,:),'EdgeColor','y','LineWidth',2);  %绘出各连通区域最小边界矩形%text(x,y,txt)，根据边界像素判断形状if result(i).Extent>0.95text(centroids(i,1)-20, centroids(i,2),'矩形','Color','b','FontSize',9);elseif result(i).Extent>0.76&&result(i).Extent<0.80text(centroids(i,1)-15, centroids(i,2)-5,'圆形','Color','b','FontSize',9);end
end
hold on;
%绘画图像边框
for j=1:length(B)boundary=B{j};plot(boundary(:,2),boundary(:,1),'r','LineWidth',2);
end
hold off;

照片动漫滤镜：

三行MATLAB实现动漫风格照片

要把一张照片变成动漫风格一共有三步，分别是

（1）双边滤波得到一张色块分离的图片 [后面详细介绍原理]

（2）边缘提取得到描线图

（3）合并步骤1,2中的结果

fi_img = imbilatfilt(img,100,20); %双边滤波
ed_img = 1-edge((rgb2gray(img)),'canny',[0.07,0.1]); %canny边缘提取
carton_img = fi_img.*(uint8(repmat(ed_img,[1,1,3]))); %合并

照片素描滤镜：

matlab素描算法实现

（1）原片载入，去色，反相

（2）滤波，处理RGB通道

（3）颜色取反，高斯模糊

（4）合并叠加得到图片

老照片风格：

调整图片的RGB通道参数

matlab实现PS算法之百叶窗、老照片

image=double(image);
image_old=image;
%分别调整图片的RGB值
image_old(:,:,1)=0.393*image(:,:,1)+0.769*image(:,:,2)+0.189*image(:,:,3);
image_old(:,:,2)=0.349*image(:,:,1)+0.686*image(:,:,2)+0.168*image(:,:,3);
image_old(:,:,3)=0.272*image(:,:,1)+0.534*image(:,:,2)+0.131*image(:,:,3);
handles.img2=image_old/255;

油画滤镜：

要获得类似绘画的效果，定义一个大小为 m × n 的小窗口矩阵。将原始图像像素值复制到矩阵中，并找到每个值的直方图。找到最大出现的像素值并将当前位置替换为最大出现值。

MATLAB仿PhotoShop油画/毛玻璃/漩涡/锥形等特效

美化GUI：

试了一下修改不是很好，还是算了

如何给GUI界面添加背景图片https://www.jianshu.com/p/314b43ec6546

MATLAB GUI高级界面美化https://zhuanlan.zhihu.com/p/40783980