在Matlab中更改灰度图像的灰度级数

Question

我对matlab比较陌生，但我希望能在这个问题上提供帮助。我有一张彩色图片，想要将其转换为灰度图像，然后减少灰度级别的数量。我读入了这张图片并使用rgb2gray()将其转换为灰度图像。然而，我不知道如何将该图像转换为仅使用32个灰度级别而不是255个灰度级别。

我尝试使用colormap(gray(32))，但似乎对绘制的图像本身或图像下方的颜色条没有影响。所以我不确定还能从哪里找到答案。有什么提示吗？谢谢。

- krishnab

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你真的不想通过简单地在8种颜色间选择级别来进一步量化它。考虑使用改进的灰度量化方法。 - mmgp

Answer 1

虽然result = (img/8)*8可以将一个[0,255]的灰度图像转换为仅使用32个值的子集，但可能会产生不良影响。一种可能能够生成更好视觉效果的方法称为改进的灰度量化（缩写为IGS）。执行它的伪代码如下：

mult = 256 / (2^bits)
mask = 2^(8 - bits) - 1
prev_sum = 0
for x = 1 to width
    for y = 1 to height
        value = img[x, y]
        if value >> bits != mask:
            prev_sum = value + (prev_sum & mask)
        else:
            prev_sum = value
        res[x, y] = (prev_sum >> (8 - bits)) * mult

作为一个例子，考虑以下图像和使用上述方法的相应量化，其中 bits = 5，bits = 4 和 bits = 3：

现在同样的图像，但是通过执行 (img/(256/(2^bits)))*(256/(2^bits)) 进行量化：

这并不是一个病态示例。

- mmgp

Answer 2

您可以通过简单的四舍五入来减少图像中不同值的数量：

I = rgb2gray(imread('image.gif'));
J = 8*round(I/8)

查看imhist(I)和imhist(J)的效果。

然而，如果您想要缩小图像尺寸，最好使用像Photoshop、Gimp或IrfanView这样的图像处理程序，并将其保存为32色gif。这样做可以实际上减少文件的调色板，我认为Matlab无法做到这一点。

- Junuxx

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小心使用 round。如果 I 不是整数类型，你最终会得到33个灰度级别。如果 I 是整数类型，你就不需要任何 round。;-) - s.bandara

@s.bandara：关于四舍五入的观点很好。此外，似乎OP实际上正在寻找imwrite，使用适当的映射，但我现在没有时间去弄清楚。 - Junuxx

@Junuxx 你知道用这种方法得到的图像可能会有多糟糕吗？（我在你的回答上评论了这个问题，只是因为当我访问这个问题时它出现在顶部，但对于其他回答同样适用。） - mmgp

@mmgp：你建议先做直方图均衡化吗？ - Junuxx

@Junuxx，一种称为改进灰度量化的方法通常可以提供更好的结果，我可能会使用它来回答问题。 - mmgp

Answer 3

检查一下你的图像数据类型是否为uint8，我猜测是这种情况。如果是的话，将图像除以8来利用整数除法的取整效果，再乘以8，就可以了：I2=(I/8)*8。I2将只有32个灰阶级别。

- s.bandara