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导出到图像

要使用某一标准图形文件格式从 MATLAB® 工作区导出数据,请使用 imwrite 函数。使用此函数,可以以诸如带标记的图像文件格式 (TIFF)、联合图像专家组 (JPEG) 和可移植网络图形 (PNG) 格式导出数据。有关所支持格式的完整列表,请参阅 imwrite 参考页。

以下示例将一个 uint8 数据的多维数组 I 从 MATLAB 工作区写入一个 TIFF 格式的文件。写入该文件的输出图像的类取决于指定的格式。对于大多数格式,如果输入数组为 uint8 类,则 imwrite 将以 8 位值输出数据。有关详细信息,请参阅 imwrite 参考页。

whos I
  Name      Size                           Bytes  Class

  I       650x600x3                      1170000  uint8 array

Grand total is 1170000 elements using 1170000 bytes
imwrite(I, 'my_graphics_file.tif','tif');

注意

imwrite 支持对多种标准格式使用不同语法。例如,对于 TIFF 文件格式,您可以指定 MATLAB 用于存储图像的压缩类型。有关详细信息,请参阅 imwrite 参考页。

在将数据写入 TIFF 文件的过程中若要获得更多控制,请使用 Tiff 对象 - 有关详细信息,请参阅将图像数据和元数据导出到 TIFF 文件

将图像数据和元数据导出到 TIFF 文件

虽然可以使用 imwrite 将图像数据和元数据(标记)导出到带标记的图像文件格式 (TIFF) 文件,但此函数有一些限制。例如,当要修改文件中的图像数据或元数据时,必须将所有数据写入文件。您不能只写入更新的部分。使用 Tiff 对象,可以写入部分图像数据,并修改单个标记或将其添加到 TIFF 文件。构造的 Tiff 对象表示与 TIFF 文件的连接,并提供对 LibTIFF 库中的众多例程的访问。

以下各节提供了使用 Tiff 对象方法和属性来执行关于 TIFF 文件的一些常见任务的分步示例。为充分利用 Tiff 对象,您必须熟悉 TIFF 规范和技术说明。要查看此文档,请访问 LibTIFF - TIFF Library and Utilities

创建新的 TIFF 文件

  1. 创建一些图像数据。此示例从 MATLAB 附带的 JPEG 文件中读取图像数据:

    imgdata = imread('ngc6543a.jpg');
  2. 通过构造 Tiff 对象来创建新的 TIFF 文件,并将新文件名指定为参数。要创建文件,必须指定写入模式 ('w') 或追加模式 ('a'):

    t = Tiff('myfile.tif','w');

    当创建新的 TIFF 文件时,Tiff 构造函数会创建一个包含图像文件目录 (IFD) 的文件。TIFF 文件使用此 IFD 来组织与特定图像相关联的所有数据和元数据。一个 TIFF 文件可以包含多个 IFD。Tiff 对象将它创建的 IFD 设为当前 IFD。Tiff 对象方法对当前 IFD 进行操作。可以使用 Tiff 对象方法在 TIFF 文件中的各 IFD 之间导航并指定哪个 IFD 是当前 IFD。

  3. 使用 Tiff 对象的 setTag 方法设置所需的 TIFF 标记。这些所需的标记指定图像的相关信息,如长度和宽度。要将图像数据分割为条带,请指定 RowsPerStrip 标记的值。要将图像数据分割为图块,请指定 TileWidthTileLength 标记的值。以下示例创建一个包含标记名称和值的结构体,并将其传递给 setTag。您还可以单独设置每个标记。

    tagstruct.ImageLength = size(imgdata,1);
    tagstruct.ImageWidth = size(imgdata,2);
    tagstruct.Photometric = Tiff.Photometric.RGB;
    tagstruct.BitsPerSample = 8;
    tagstruct.SamplesPerPixel = 3;
    tagstruct.RowsPerStrip = 16;
    tagstruct.PlanarConfiguration = Tiff.PlanarConfiguration.Chunky;
    tagstruct.Software = 'MATLAB';
    tagstruct % display tagstruct
    setTag(t,tagstruct)

    有关支持的 TIFF 标记以及如何设置其值的信息,请参阅设置标记值。例如,Tiff 对象支持一些属性,您可以用这些属性来设置某些特定属性的值。此示例使用 Tiff 对象的 PlanarConfiguration 属性为块配置指定正确的值:Tiff.PlanarConfiguration.Chunky

  4. 使用 Tiff 对象的 write 方法将图像数据和元数据写入当前目录。

    write(t,imgdata);
    

    如果要将多个图像放入文件,请在执行此写入操作后立即调用 writeDirectory 方法。writeDirectory 方法在文件中设置一个新的图像文件目录,并将该新目录设为当前目录。

  5. 通过关闭 Tiff 对象来关闭与文件的连接:

    close(t);
    
  6. 通过使用 imread 函数读取文件,然后显示图像,来测试是否创建了有效的 TIFF 文件:

    imagesc(imread('myfile.tif'));

写入图像数据的条带或图块

注意

如果数据未压缩,则只能修改图像数据的一个条带或图块。

  1. 通过创建 Tiff 对象来打开现有的 TIFF 文件进行修改。此示例使用在创建新的 TIFF 文件中创建的文件。Tiff 构造函数返回 Tiff 对象的句柄。

    t = Tiff('myfile.tif','r+');
  2. 生成一些数据以写入图像中的条带。此示例创建一个由零值构成的三维数组,其大小与条带大小相同。代码使用条带中的行数、图像宽度和每个像素的样本数作为维度。该数组由 uint8 值构成。

    width = getTag(t,'ImageWidth');
    height = getTag(t,'RowsPerStrip');
    numSamples = getTag(t,'SamplesPerPixel');
    stripData = zeros(height,width,numSamples,'uint8');
    

    如果图像数据具有分块布局,则可以使用 TileWidthTileLength 标记来指定维度。

  3. 使用 writeEncodedStrip 方法将数据写入文件中的条带。指定标识要修改的条带的索引编号。此示例选取条带 18,因为它更容易反映图像中的变化。

    writeEncodedStrip(t,18,stripData);
    

    如果图像具有分块布局,则可以使用 writeEncodedTile 方法修改图块。

  4. 通过关闭 Tiff 对象来关闭与文件的连接。

    close(t);
    
  5. 通过使用 imread 函数读取文件,然后显示图像,来测试是否修改了 TIFF 文件中图像的条带。

    modified_imgdata = imread('myfile.tif');
    imagesc(modified_imgdata)

    注意贯穿图像中间的黑色条带。

修改 TIFF 文件元数据(标记)

  1. 使用 Tiff 对象打开现有 TIFF 文件进行修改。此示例使用在创建新的 TIFF 文件中创建的文件。Tiff 构造函数返回 Tiff 对象的句柄。

    t = Tiff('myfile.tif','r+');
  2. 使用 getTag 方法确认文件不包含 Artist 标记。此代码应该发出一条错误消息,指出它无法检索标记。

    artist_value = getTag(t,'Artist');
  3. 使用 setTag 方法添加 Artist 标记。

    setTag(t,'Artist','Pablo Picasso');
  4. 使用 rewriteDirectory 方法将新的标记数据写入 TIFF 文件。在修改文件中的现有元数据或向文件添加新元数据时,使用 rewriteDirectory 方法。

    rewriteDirectory(t);
  5. 通过关闭 Tiff 对象来关闭与文件的连接。

    close(t);
    
  6. 通过重新打开 TIFF 文件并使用 getTag 方法获取 Artist 标记的值来测试所做的工作。

    t = Tiff('myfile.tif', 'r');
    
    getTag(t,'Artist')
    
    ans =
    
    Pablo Picasso
    
    close(t);

创建 TIFF 文件子目录

  1. 创建一些图像数据。此示例从 MATLAB 附带的 JPEG 文件中读取图像数据。然后,该示例在图像数据的基础上创建两个低分辨率(缩略图)版本。

    imgdata = imread('ngc6543a.jpg');
    %
    % Reduce number of pixels by a half.
    img_half = imgdata(1:2:end,1:2:end,:);
    %
    % Reduce number of pixels by a third.
    img_third = imgdata(1:3:end,1:3:end,:);
  2. 通过构造 Tiff 对象来创建新的 TIFF 文件,并将新文件的名称指定为参数。要创建文件,必须指定写入模式 ('w') 或追加模式 ('a'):Tiff 构造函数返回 Tiff 对象的句柄。

    t = Tiff('my_subimage_file.tif','w');
  3. 使用 Tiff 对象的 setTag 方法设置所需的 TIFF 标记。这些所需的标记指定图像的相关信息,如长度和宽度。要将图像数据分割为条带,请指定 RowsPerStrip 标记的值。要将图像数据分割为图块,请使用 TileWidthTileLength 标记。以下示例创建一个包含标记名称和值的结构体,并将其传递给 setTag。也可以单独设置每个标记。

    要创建子目录,必须设置 SubIFD 标记,指定要创建的子目录的数量。注意,指定的数字不是 SubIFD 标记的值。该数字告知 Tiff 软件创建一个指向两个子目录的 SubIFDSubIFD 标记的实际值将是两个子目录的字节偏移量。

    tagstruct.ImageLength = size(imgdata,1);
    tagstruct.ImageWidth = size(imgdata,2);
    tagstruct.Photometric = Tiff.Photometric.RGB;
    tagstruct.BitsPerSample = 8;
    tagstruct.SamplesPerPixel = 3;
    tagstruct.RowsPerStrip = 16;
    tagstruct.PlanarConfiguration = Tiff.PlanarConfiguration.Chunky;
    tagstruct.Software = 'MATLAB';
    tagstruct.SubIFD = 2 ;  % required to create subdirectories
    tagstruct  % display tagstruct
    setTag(t,tagstruct)

    有关支持的 TIFF 标记以及如何设置其值的信息,请参阅设置标记值。例如,Tiff 对象支持一些属性,您可以用这些属性来设置某些特定属性的值。此示例使用 Tiff 对象的 PlanarConfiguration 属性为块配置指定正确的值:Tiff.PlanarConfiguration.Chunky

  4. 使用 Tiff 对象的 write 方法将图像数据和元数据写入当前目录。

    write(t,imgdata);
    
  5. 通过调用 writeDirectory 方法设置第一个子目录。writeDirectory 方法设置子目录并将新目录设为当前目录。因为您指定要创建两个子目录,writeDirectory 会设置一个子目录。

    writeDirectory(t);
    
  6. 设置所需的标记,就像对常规目录所做的那样。根据 LibTIFF API,子目录不能包含 SubIFD 标记。

    tagstruct2.ImageLength = size(img_half,1);
    tagstruct2.ImageWidth = size(img_half,2);
    tagstruct2.Photometric = Tiff.Photometric.RGB;
    tagstruct2.BitsPerSample = 8;
    tagstruct2.SamplesPerPixel = 3;
    tagstruct2.RowsPerStrip = 16;
    tagstruct2.PlanarConfiguration = Tiff.PlanarConfiguration.Chunky;
    tagstruct2.Software = 'MATLAB';
    tagstruct2  % display tagstruct2
    setTag(t,tagstruct2)
  7. 使用 Tiff 对象的 write 方法将图像数据和元数据写入子目录。

    write(t,img_half);
    
  8. 通过调用 writeDirectory 方法设置第二个子目录。writeDirectory 方法设置子目录并将其设为当前目录。

    writeDirectory(t);
    
  9. 设置所需的标记,就像对任何目录所做的那样。根据 LibTIFF API,子目录不能包含 SubIFD 标记。

    tagstruct3.ImageLength = size(img_third,1);
    tagstruct3.ImageWidth = size(img_third,2);
    tagstruct3.Photometric = Tiff.Photometric.RGB;
    tagstruct3.BitsPerSample = 8;
    tagstruct3.SamplesPerPixel = 3;
    tagstruct3.RowsPerStrip = 16;
    tagstruct3.PlanarConfiguration = Tiff.PlanarConfiguration.Chunky;
    tagstruct3.Software = 'MATLAB';
    tagstruct3  % display tagstruct3
    setTag(t,tagstruct3)
  10. 使用 Tiff 对象的 write 方法将图像数据和元数据写入子目录:

    write(t,img_third);
    
  11. 通过关闭 Tiff 对象来关闭与文件的连接:

    close(t);
    

设置标记值

下表列出了 Tiff 对象支持的所有 TIFF 标记,并包括有关其 MATLAB 类和大小的信息。对于某些标记,该表还指示了 Tiff 对象支持的值集合,它是 TIFF 规范定义的所有可能值的子集。您可以使用 Tiff 属性结构体为这些标记指定支持的值。例如,用 Tiff.Compression.JPEG 指定 JPEG 压缩。有关完整的属性列表,请参阅 Tiff 参考页。

表 1:支持的 TIFF 标记

TIFF 标记大小支持的值注释
Artistchar1xN  
BitsPerSampledouble1x11、8、16、32、64请参阅表 2
ColorMapdouble256x3值应归一化为 0 - 1 之间的值。在内部存储为 uint16 值。Photometric 必须是 Palette
Compressiondouble1x1None:1
CCITTRLE:2
CCITTFax3:3
CCITTFax4:4
LZW:5
JPEG:7
CCITTRLEW:32771
PackBits:32773
Deflate:32946
AdobeDeflate:8
请参阅表 3
Copyrightchar 1xN  
DateTimechar1x19如果需要,将填充返回值以使其包含 19 个字符。 
DocumentNamechar1xN  
DotRangedouble1x2 Photometric 必须是 Separated
ExtraSamplesdouble1xNUnspecified:0
AssociatedAlpha:1
UnassociatedAlpha:2
请参阅表 4
FillOrderdouble1x1  
GeoAsciiParamsTagchar1xN  
GeoDoubleParamsTagdouble1xN  
GeoKeyDirectoryTagdoubleNx4  
Group3Optionsdouble1x1 Compression 必须是 CCITTFax3
Group4Optionsdouble1x1 Compression 必须是 CCITTFax4
HalfToneHintsdouble1x2  
HostComputerchar1xn  
ICCProfileuint81xn  
ImageDescriptionchar1xn  
ImageLengthdouble1x1  
ImageWidthdouble1x1  
InkNameschar cell array1x
NumInks
 Photometric 必须是 Separated
InkSetdouble 1x1CMYK:1
MultiInk:2
Photometric 必须是 Separated
JPEGQualitydouble1x1介于 1 和 100 之间的值 
Makechar 1xn  
MaxSampleValuedouble1x10 - 65,535 
MinSampleValuedouble1x10 - 65,535 
Modelchar1xN  
ModelPixelScaleTagdouble1x3  
ModelTiepointTagdoubleNx6  
ModelTransformationMatrixTagdouble1x16  
NumberOfInksdouble1x1 必须等于 SamplesPerPixel
Orientationdouble1x1TopLeft:1
TopRight:2
BottomRight:3
BottomLeft:4
LeftTop:5
RightTop:6
RightBottom:7
LeftBottom:8
 
PageNamechar1xN  
PageNumberdouble1x2  
Photometricdouble1x1MinIsWhite:0
MinIsBlack:1
RGB:2
Palette:3
Mask:4
Separated:5
YCbCr:6
CIELab:8
ICCLab:9
ITULab:10
请参阅表 2
Photoshopuint8 1xN  
PlanarConfigurationdouble1x1Chunky:1
Separate:2
 
PrimaryChromaticitiesdouble1x6  
ReferenceBlackWhitedouble1x6  
ResolutionUnitdouble 1x1  
RICHTIFFIPTCuint81xN  
RowsPerStripdouble1x1  
RPCCoefficientTagdouble1x9292 元素行向量请参阅表 6
SampleFormatdouble1x1Uint:1
Int:2
IEEEFP:3
请参阅表 2
SamplesPerPixeldouble1x1  
SMaxSampleValuedouble1x1为图像数据指定的 MATLAB 数据类型的范围  
SMinSampleValuedouble1x1为图像数据指定的 MATLAB 数据类型的范围  
Softwarechar1xN  
StripByteCountsdouble1xN 只读
StripOffsetsdouble1xN 只读
SubFileTypedouble1x1Default:0
ReducedImage:1
Page:2
Mask:4
 
SubIFDdouble1x1  
TargetPrinterchar1xN  
Thresholdingdouble1x1BiLevel:1
HalfTone:2
ErrorDiffuse:3

Photometric 可以是 MinIsWhiteMinIsBlack

TileByteCountsdouble1xN 只读
TileLengthdouble1x1必须是 16 的倍数 
TileOffsetsdouble1xN 只读
TileWidthdouble1x1必须是 16 的倍数 
TransferFunctiondouble请参阅注释1每个值应在 0 - 2^16-1 内SamplePerPixel 可以是 1 或 3
WhitePointdouble1x2 Photometric 可以是:RGB
Palette
YCbCr
CIELab
ICCLab
ITULab
XMPchar1xn N>5
XPostiondouble1x1  
XResolutiondouble1x1  
YCbCrCoefficentsdouble1x3 Photometric 必须是 YCbCr
YCbCrPositioningdouble1x1Centered:1
Cosited:2
Photometric 必须是 YCbCr
YCbCrSubSamplingdouble1x2 Photometric 必须是 YCbCr
YPositiondouble1x1  
YResolutiondouble1x1  
ZipQualitydouble1x1介于 1 和 9 之间的值 

1大小是 1x2^BitsPerSample3x2^BitsPerSample

表 2:BitsPerSample 设置的有效 SampleFormat 值

BitsPerSampleSampleFormatMATLAB 数据类型
1Uintlogical
8UintIntuint8int8
16UintIntuint16int16
32UintIntIEEEFPuint32int32single
64IEEEFPdouble

表 3:BitsPerSample 和 Photometric 组合的有效 SampleFormat 值

 BitsPerSample 值
Photometric 值18163264
MinIsWhite UintUint/IntUint
Int
Uint
Int
IEEEFP
IEEEFP
MinIsBlack UintUint/IntUint
Int
Uint
Int
IEEEFP
IEEEFP
RGB  UintUintUint
IEEEFP
IEEEFP
Pallette UintUint  
Mask Uint    
Separated  UintUintUint
IEEEFP
IEEEFP
YCbCr  UintUintUint
IEEEFP
IEEEFP
CIELab  UintUint  
ICCLab  UintUint  
ITULab  UintUint  

表 4:BitsPerSample 和 Compression 组合的有效 SampleFormat 值

 BitsPerSample 值
Compression 值18163264
NoneUintUint
Int
Uint
Int
Uint
Int
IEEEFP
IEEEFP
CCITTRLEUint    
CCITTFax3Uint    
CCITTFax4Uint    
LZWUintUint
Int
Uint
Int
Uint
Int
IEEEFP
IEEEFP
JPEG Uint
Int
   
CCITTRLEWUint    
PackBitsUintUint
Int
Uint
Int
Uint
Int
IEEEFP
IEEEFP
DeflateUintUint
Int
Uint
Int
Uint
Int
IEEEFP
IEEEFP
AdobeDeflateUintUint
Int
Uint
Int
Uint
Int
IEEEFP
IEEEFP

表 5:Photometric 设置的有效 SamplesPerPixel 值

Photometric 值SamplesPerPixel1
MinIsWhite 1+
MinIsBlack 1+
RGB 3+
Pallette1
Mask 1
Separated 1+
YCbCr 3
CIELab 3+
ICCLab 3+
ITULab 3+

表 6:RPCCoefficientTag 值说明列表

92 元素向量中的索引值值说明1单位
1均方根偏差误差每个水平轴的米数
2均方根随机误差每个水平轴的米数
3线偏移量像素
4样本偏移量像素
5地理纬度偏移量
6地理经度偏移量
7地理高度偏移量
8线缩放因子像素
9样本缩放因子像素
10地理纬度标度
11地理经度标度
12地理高度缩放因子
13 至 32有理多项式方程 r(n) 的分子系数 2 
33 至 52有理多项式方程 r(n) 的分母系数 
53 至 72有理多项式方程 c(n) 的分子系数 2 
73 至 92有理多项式方程 c(n) 的分母系数 

1要使用 RPCCoefficientTag 对象指定此向量中的值,请参阅 Mapping Toolbox™ 中的 RPCCoefficientTag (Mapping Toolbox)

2方程 r(n)c(n) 表示通用严格投影模型的归一化行和列值。

另请参阅

外部网站