Mathematica图像处理命令集.docx
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Mathematica图像处理命令集
1图像处理和分析
Mathematica为现代工业强度的图像处理的编程和互动提供了具有广度和深度的内置支持——完全与Mathematica强有力的数学和算法功能整合在一起.Mathematica特有的符号结构和笔记本模式使得视觉形式上的图像可以直接互动和编程操作.
构建和导入图像
复制,拖/放—直接复制和粘贴进笔记本里
Import—编程导入任意标准格式（TIFF,PNG,JPEG,DICOM,...）
Image—从数据数组中创建图像，表示任意多通道图像
Rasterize—将表达式、笔记本或任何Mathematica对象变换成光栅格式
CurrentImage—从摄像机或其它设备实时获取图像或录像
ImageCapture—打开一个用以获取图像的图形用户界面
RandomImage—从符号式分布中创建一个图像
图像的表示»
ImageData—从图像中摘录光栅数据的阵列
ImageDimensions ▪ImageChannels ▪ImageType ▪ImageHistogram ▪...
Thumbnail—以缩略图形式表现图像
基本图像操作»
ImageCrop ▪ImagePad ▪ImageTake ▪BorderDimensions ▪...
ImageResize ▪ImageRotate ▪ImageReflect
ImageAdjust—调节水平度、明度、对比度和伽马校正等
Sharpen ▪Blur ▪Lighter ▪Darker
ImageEffect—特殊图像和照片效果
Inpaint—润饰部分图像
图像几何»
ImageTransformation ▪ImagePerspectiveTransformation ▪...
颜色处理»
Colorize ▪ColorConvert ▪ColorSeparate ▪ColorQuantize ▪...
滤波与邻域处理»
ImageFilter ▪ImageConvolve ▪ImageCorrelate
GaussianFilter ▪LaplacianFilter ▪DerivativeFilter
MeanFilter ▪MedianFilter ▪BilateralFilter ▪PeronaMalikFilter ▪...
MinFilter ▪MedianFilter ▪GradientFilter ▪EntropyFilter ▪WienerFilter ▪BilateralFilter ▪...
形态学图像处理»
Dilation ▪Erosion ▪Opening ▪Closing ▪Thinning ▪Pruning ▪...
DistanceTransform ▪TopHatTransform ▪HitMissTransform ▪...
MorphologicalComponents ▪MorphologicalPerimeter ▪MorphologicalEulerNumber ▪...
特征检测»
EdgeDetect ▪ContourDetect ▪CrossingDetect ▪...
ImageKeypoints ▪ImageCorrespondingPoints ▪CornerFilter ▪...
Radon ▪InverseRadon ▪ImageLines
MinDetect ▪MaxDetect
分割分析
Binarize—通过阈值进行分割
MorphologicalBinarize ▪RegionBinarize ▪...
WatershedComponents ▪ClusteringComponents ▪...
ComponentMeasurements ▪SelectComponents ▪...
纹理分析
ImageCooccurrence—创建纹理共生矩阵
图像算术
ImageAdd ▪ImageSubtract ▪ImageDifference ▪ImageMultiply ▪ImageApply
图像的粘贴和合成
ImagePartition ▪ImageAssemble ▪ImageCompose
图像的表示和导出
ListAnimate ▪GraphicsGrid ▪TabView ▪SlideView ▪FlipView ▪Labeled
Export—将静态和动态图像导出为所有标准显示、网页和印刷格式
基于列表的操作»
CellularAutomaton—适用一般元胞自动规则
Partition ▪ArrayFlatten ▪Map ▪Fourier ▪...
教程
2分割分析
Mathematica包括各种图像分割技术，例如：
聚类、分水岭、区域生长、和水平集以及一套丰富的用于后处理和分析分割结果的函数.
图像的制备
ColorQuantize—简化图像中不同颜色的数量
FillingTransform—在图像中减少噪声，创建平滑区域
GradientFilter,RangeFilter—从一个图像中创建边缘映射
FindThreshold ▪Threshold ▪ImageClip
二值分割
Binarize—通过设定像素强度阈值进行分割
MorphologicalBinarize ▪RegionBinarize ▪ChanVeseBinarize
分割
ArrayComponents—找到相同分量
MorphologicalComponents—找到形态上连接的分量
ImageForestingComponents—使用各种方法进行图像分割
ClusteringComponents—基于聚类分析的分割
WatershedComponents—基于分水岭方法的分割
成分分析
ComponentMeasurements—形状与颜色分析
SelectComponents ▪DeleteSmallComponents ▪DeleteBorderComponents
Colorize—每部分进行不同地着色
3图像滤波和邻域处理
Mathematica不仅包括最优化的标准图像处理滤波器，还可以使用它的符号体系以及数学和算法能力来进行任意复杂的滤波和邻域处理策略.
线性滤波
Blur,Sharpen—一定值域的模糊，锐化
GaussianFilter—高斯和高斯导数滤波器
GradientFilter ▪LaplacianGaussianFilter ▪LaplacianFilter ▪MeanFilter ▪WienerFilter
ImageConvolve,ImageCorrelate—一般的线性卷积，相关
DerivativeFilter—通用阶数的导数滤波器
非线性滤波
MedianFilter ▪MinFilter ▪MaxFilter ▪CommonestFilter ▪RangeFilter
EntropyFilter ▪StandardDeviationFilter ▪HarmonicMeanFilter ▪GeometricMeanFilter ▪KuwaharaFilter
BilateralFilter ▪MeanShiftFilter
PeronaMalikFilter ▪CurvatureFlowFilter
非局部滤波
ImageDeconvolve ▪TotalVariationFilter
感兴趣区域处理
Masking—指定应用滤波器的图像或图形区域
一般的邻域处理
ImageFilter—把任意函数应用到像素值模块
结构矩阵和卷积内核»
DiskMatrix ▪BoxMatrix ▪DiamondMatrix ▪CrossMatrix ▪GaussianMatrix ▪...
图像的平铺和混合
ImagePartition—一个图像划分成一系列子图像
ImageAssemble—一系列子图像集合成一个图像
ImageCompose—覆盖，
混合或组合图像
大型数组的处理»
ImageData—从图像中提取数据阵列
Partition—广义划分
ArrayFlatten ▪ListConvolve ▪ListDeconvolve ▪Fourier ▪FourierDCT
CellularAutomaton—一般的元胞自动机
4导入和导出
Mathematica自动处理数百种数据格式和子格式——所有这些都同Mathematica统一的符号表达式协调一致.对于每个特定的格式，Mathematica内外的表示方式间的联系，可以使用Mathematica通用的数据元素机制具体指定任何层次的细节.
Import—从文件和网址导入
Export—导出数据、图形、表达式到文件中
ImportString,ExportString—导入、导出字符串数据
SendMail—以邮件形式发出一个表达式、图形、笔记本等
CopyToClipboard—复制表达式至系统剪贴板中
Paste—粘贴系统剪贴板的内容
基本格式»
"Table" ▪"List" ▪"String" ▪"Text" ▪"Binary" ▪...
光栅图像格式»
"GIF" ▪"JPEG" ▪"TIFF" ▪"PNG" ▪"BMP" ▪"PICT" ▪"WMF" ▪"SCT" ▪...
向量图形格式»
"SVG" ▪"WMF" ▪"EPS" ▪"PDF" ▪"DXF" ▪...
三维几何和模型格式»
"PLY" ▪"OFF" ▪"OBJ" ▪"X3D" ▪"Maya" ▪"POV" ▪"LWO" ▪"STL" ▪...
音频格式»
"WAV" ▪"AIFF" ▪"MIDI" ▪"SND" ▪"FLAC" ▪"Wave64" ▪...
多媒体格式»
"AVI" ▪"FLV" ▪"QuickTime" ▪"SWF" ▪...
表格与电子数据表格式»
"Table" ▪"CSV" ▪"TSV" ▪"XLS" ▪"ODS" ▪"SXC" ▪...
导入和导出数据库格式»
"MDB" ▪"DBF" ▪"DIF" ▪"XLS" ▪...
科学及医学数据格式»
"HDF" ▪"NASACDF" ▪"FITS" ▪"DICOM" ▪"EDF" ▪...
化学和双分子格式»
"MOL" ▪"SDF" ▪"SMILES" ▪"PDB" ▪"GenBank" ▪"FASTA" ▪...
地理空间格式»
"SHP" ▪"USGSDEM" ▪"GTOPO30" ▪"SDTS" ▪"TIGER" ▪"SP3" ▪...
数值数据格式»
"XPORT" ▪"MAT" ▪"MTX" ▪"HarwellBoeing" ▪"MPS" ▪...
数学数据格式»
"Graphlet" ▪"DOT" ▪"GraphML" ▪"Graph6" ▪"MAT" ▪"MTX" ▪...
文档格式»
"CDF" ▪"PDF" ▪"HTML" ▪"NB" ▪"RTF" ▪"TeX" ▪"Text" ▪...
网页格式»
"HTML" ▪"GIF" ▪"JPEG" ▪"SWF" ▪"XHTML" ▪"X3D" ▪...
打印格式»
"PDF" ▪"EPS" ▪"TeX" ▪"SCT" ▪"ACO" ▪..."PDF" ▪"EPS" ▪"TeX" ▪"SCT" ▪"ACO" ▪...
XML格式»
"XML" ▪"XHTML" ▪"MathML" ▪"SVG" ▪"X3D" ▪"ODS" ▪...
系统和设备格式»
"C" ▪"Directory" ▪"ApacheLog" ▪"MBOX" ▪"VCF" ▪"ICS" ▪"RSS" ▪...
压缩和存档格式»
"Base64" ▪"BZIP2" ▪"GZIP" ▪"TAR" ▪"UUE" ▪"ZIP" ▪"WDX" ▪...
二进制数据»
"Bit" ▪"Byte" ▪"Integer16" ▪"Real32" ▪"TerminatedString" ▪...
导出-导入管理
$ImportFormats,$ExportFormats—支持格式的列表
FileFormat,StringFormat—测试文件、字符串格式
底层函数
ReadList ▪Write ▪BinaryReadList ▪BinaryWrite
5图像表示
Mathematica的符号体系允许图像在程序和文档方面具有独特的表示和处理.Mathematica支持具有任意通道和颜色深度的图像以及具有明确指定或自动选择的全部内部数据类型.
Image—表示一般的多通道图像或者通过数组生成它
ImageQ—测试表达式是否是图像
图像光栅
ImageData—图像光栅数据的数组
ImageDimensions—像素的宽度和高度
ImageAspectRatio—图像的高宽比
ImageChannels—每一像素的通道数
Interleaving—数据阵列是否交错通道
ImageValue,PixelValue—指定位置的像素值
图像格式
ImageType—图像的数据类型（
）
ColorSpace—在哪个着色空间解释通道值（
等）
ImageColorSpace—图像的彩色空间（
等）
AlphaChannel—图像的
通道
颜色处理»
ImageHistogram—通道的柱状图
FindThreshold—划分强度层的全局阈值
ImageCooccurrence—图像像素强度的共生矩阵
BinaryImageQ ▪Binarize ▪ImageLevels ▪...
图像运算
ImageAdd ▪ImageSubtract ▪ImageDifference ▪ImageMultiply ▪ImageApply
显示和导出选项
Options—找出图像的选项
ImageSize ▪Magnification ▪ImageResolution
元数据
TaggingRules—任意和图像一起导入和导出的元数据
导入和导出
Import,Export—导入导出各种标准格式
6数学形态
结合集理论、拓朴和离散数学，数学形态为处理图像和其它离散数据提供有效的途径.Mathematica包括广泛和有效的数学形态的应用，它完全与Mathematica一般的图像和数据处理相集成.
图像准备
Binarize—转换图像为黑和白
ColorNegate—黑白替换
基本操作
Dilation ▪Erosion ▪Opening ▪Closing
形态变换
DistanceTransform ▪InverseDistanceTransform ▪HitMissTransform ▪TopHatTransform ▪BottomHatTransform
MinDetect ▪MaxDetect ▪FillingTransform
MorphologicalTransform—一般的基于块的二值形态操作
MorphologicalGraph—从一个图像的骨架中产生一个图
形态分析
GeodesicDilation ▪GeodesicErosion ▪SkeletonTransform ▪Thinning ▪Pruning ▪MorphologicalBranchPoints
MorphologicalEulerNumber ▪MorphologicalPerimeter
MorphologicalComponents—识别连接的分量
CornerNeighbors—指定邻近配置的选项
分量分析
ComponentMeasurements—分量形状与颜色的分析
SelectComponents ▪DeleteSmallComponents ▪DeleteBorderComponents
Colorize—对每个分量进行不同着色
7科学及医学数据格式
Mathematica可以输入各种广泛应用于物理、天文、气象、化学、生物、医学和生理学等领域的文件格式.
一般格式
"HDF","HDF5"—NCSA分层数据格式（.hdf,.h5）
"NASACDF"—NASA普通数据格式（.cdf）
"NetCDF"—Unidata科学数据格式（.nc）
天文学数据格式
"FITS"—FITS天文学数据与图像格式（.fit）
"SP3"—GPS和其它卫星轨道（.sp3）
医学图像
"DICOM"—DICOM带注释的医学图像（.dcm,.dic）
医学与生理学数据格式
"Affymetrix"—Affymetrix数据格式（.cdf,.cel,.chp,.gin,.psi）
"BDF"—BioSemi数据格式（.bdf）
"EDF"—欧洲数据格式（.edf）
化学和生物分子数据»
"MOL" ▪"SDF" ▪"SMILES" ▪"PDB" ▪"GenBank" ▪"FASTA" ▪...
地震数据
"NDK"—NDK地震数据格式（.ndk）
气象数据
"GRIB"—GRIB科学数据格式（.grb,.grib）
常用元素
"Data"—数字或字符串数组
"Graphics"—光栅图像
"Rules"—所有元素的规则
"Elements"—所有可用元素
8数据可视化
利用许多WolframResearch公司开发的原算法，Mathematica提供强大的函数，自动为结构和非结构数据创建受认可的、美观的引人注目的表示方法，不仅仅适用于点、线和面，还有图形和网络.
ListPlot—绘制点的列表
ListLinePlot—绘制连接点列表的线
ListLogPlot ▪ListLogLinearPlot ▪ListLogLogPlot ▪ListPolarPlot
ListPlot3D—按照三维高度数据列表绘制三维图形
ListPointPlot3D—三维散点图
ListContourPlot,ListDensityPlot—按照高度值得等高和密度图
ListContourPlot3D—三维值域的三维等高面
ListCurvePathPlot,ListSurfacePlot3D—从点上再构建曲线和表面
ArrayPlot—绘制值或颜色的数组
ReliefPlot—绘制具有模拟地势的数组数据
MatrixPlot—绘制矩阵值
DateListPlot,DateListLogPlot—日期和时间的绘制
矢量可视化»
ListStreamPlot ▪ListStreamDensityPlot ▪ListVectorPlot ▪ListVectorPlot3D ▪...
图形可视化
GraphPlot—普通图形的布局
LayeredGraphPlot—分层次或等级来绘制一个图形
TreePlot—绘制树形结构
图表和信息可视化»
BarChart ▪PieChart ▪BubbleChart ▪BarChart3D ▪...
统计可视化»
Histogram ▪Histogram3D ▪QuantilePlot ▪BoxWhiskerChart ▪...
表格数据可视化»
Grid ▪Row ▪Column ▪GraphicsGrid ▪GraphicsRow ▪...
离散函数可视化»
DiscretePlot—绘制离散值的函数
小波可视化»
WaveletScalogram ▪WaveletListPlot ▪WaveletMatrixPlot ▪...
样式选项»
Frame ▪PlotStyle ▪Filling ▪Mesh ▪ImageSize ▪...
注释和组合图形»
Tooltip ▪StatusArea ▪Inset ▪...
9颜色处理
Mathematica提供了方便的函数和算法来处理图像的颜色，对于任意数目的颜色通道具有完全的普遍性..
ImageAdjust—调节色阶、亮度、对比度、伽马校正等
Lighter ▪Darker ▪Opacity
ImageHistogram—各通道的柱状图
ImageLevels—在每一通道的标签
ColorConvert—颜色空间的转换
ColorSeparate,ColorCombine—分开，合并颜色
ColorNegate—取消色值
Binarize—把图像调节到黑白
ColorQuantize—减少图像的调色板
AlphaChannel—图像的
通道
SetAlphaChannel ▪RemoveAlphaChannel
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