MATLAB 그래픽스에서 이미지 작업

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이미지 데이터란?

MATLAB^® 기본 데이터 구조체는 배열이며, 실수나 복소수 요소의 순서 집합입니다. 배열은 기본적으로 이미지를 표현하는 데 적합하며, 이러한 이미지는 색 또는 농도 데이터에 대한 실수 값으로 구성된 순서 집합입니다. (배열은 복소수 값으로 구성된 이미지에도 적합합니다.)

MATLAB 작업 공간에서 대부분의 이미지는 2차원 배열(행렬)로 표현되며, 행렬의 각 요소는 표시된 이미지에서 단일 픽셀에 해당됩니다. 예를 들어, 행이 200개이며 열이 300개인, 다양한 색의 점으로 구성된 이미지는 200×300 행렬로 저장됩니다. RGB와 같은 일부 이미지에는 3차원 배열이 필요합니다. 3차원의 첫 번째 평면은 빨간색 픽셀 농도를 나타내고, 두 번째 평면은 녹색 픽셀 농도를 나타내고, 세 번째 평면은 파란색 픽셀 농도를 나타냅니다.

그래픽스 파일 형식에 이러한 규칙이 존재하므로 그래픽스 파일 형식 이미지를 행렬 데이터처럼 다룰 수 있습니다. 예를 들어, 일반 행렬 첨자를 사용하여 이미지 행렬에서 단일 픽셀을 선택할 수 있습니다.

I(2,15)

이 명령은 이미지 I의 행 2, 열 15의 픽셀 값을 반환합니다.

다음 섹션에서는 다양한 데이터형 및 이미지 유형에 대해 설명하고, 그래픽스 이미지를 읽고, 쓰고, 작업하고, 표시하는 방법, 이미지를 표시하는 동안 이미지에 대한 표시 속성과 종횡비를 변경하는 방법, 이미지를 인쇄하는 방법, 그리고 이미지의 데이터형이나 그래픽스 형식을 변환하는 방법에 대해 자세히 설명합니다.

데이터형

MATLAB math는 이미지 표시에 대해 다음과 같이 세 개의 각기 다른 숫자형 클래스를 지원합니다.

배정밀도 부동소수점(double)
16비트 부호 없는 정수(uint16)
8비트 부호 없는 정수(uint8)

이미지 표시 명령은 데이터가 저장된 숫자형 클래스에 따라 데이터 값을 다르게 해석합니다. 8비트 및 16비트 이미지에는 8비트 이미지와 16비트 이미지에 대한 저장공간의 내부 작업에 대한 자세한 내용이 나와 있습니다.

기본적으로, 대부분의 데이터는 double형 클래스로 구성된 배열입니다. 이러한 배열의 데이터는 배정밀도(64비트) 부동소수점 수로 저장됩니다. 모든 MATLAB 함수와 기능은 이들 배열에서 제대로 동작합니다.

하지만, MATLAB 함수에서 지원하는 그래픽스 파일 형식 중 하나로 저장된 이미지에서 이러한 데이터 표현이 항상 이상적인 것은 아닙니다. 이미지의 픽셀 수는 매우 클 수 있습니다. 예를 들어, 1000×1000 이미지에는 백만 개의 픽셀이 포함됩니다. 최소 하나의 배열 요소가 각 픽셀을 나타내므로 이 이미지가 double형 클래스로 저장된 경우 이 이미지에는 약 8메가바이트 정도의 메모리가 필요합니다.

메모리 요구 사항을 줄이기 위해 uint8형 클래스나 uint16형 클래스 배열에 이미지 데이터를 저장할 수 있습니다. 이들 배열의 데이터는 8비트 또는 16비트 부호 없는 정수로 저장됩니다. 이러한 배열에는 double형 배열의 데이터에 비해 1/8 또는 1/4 정도의 메모리만 필요합니다.

비트 심도(Bit Depth)

MATLAB 입력 함수는 지원되는 그래픽스 파일 형식에서 가장 흔히 사용되는 비트 심도(픽셀당 비트 수)를 읽습니다. 데이터가 메모리에 있으면 uint8형, uint16형, double형 중 하나로 저장할 수 있습니다. 각각의 지원되는 형식에 적절한 비트 심도에 대한 자세한 내용은 imread와 imwrite를 참조하십시오.

지원되는 이미지 형식

MATLAB 명령은 이미지용 그래픽스 파일 형식의 여러 가지 유형을 읽고, 쓰고, 표시합니다. MATLAB에 그래픽스 파일 형식 이미지가 표시되면, MATLAB에서 생성된 다른 이미지와 마찬가지로 image 객체로 간주됩니다. MATLAB은 다음 그래픽스 파일 형식을 지원하며, 이외 다른 항목도 지원합니다.

BMP(Microsoft^® Windows^® 비트맵)
GIF(Graphics Interchange Files)
HDF(Hierarchical Data Format)
JPEG(Joint Photographic Experts Group)
PCX(그림판)
PNG(Portable Network Graphics)
TIFF(Tagged Image File Format)
XWD(X Window Dump)

이러한 형식에 지원되는 비트 심도(Bit Depth)와 이미지 유형에 대한 자세한 내용은 imread와 imwrite를 참조하십시오.