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MATLAB图像拼接——怎么用MATLAB做拼图？

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MATLAB图像拼接——怎么用MATLAB做拼图？如下图所示，共有120个子图，如何用MATLAB拼接起来？1读取数据首先读取所有图像数据，存在X中，并用imshow显示。clearall%%读取图片数据并显示X={};fori=1:120X{i}=imread([‘G:\图像处理\matlab\拼接图像\附件2-一般图片\00′,num2str(i),’.bmp’]);endfori=1:120subplot(12,10,i)imshow(X{i})end如图所示，这是需要拼接

如下图所示，共有120个子图，如何用MATLAB拼接起来？
在这里插入图片描述

1 读取数据

首先读取所有图像数据，存在X中，并用imshow显示。

clear all
%% 读取图片数据并显示
X = { 
   };
for i = 1:120
    X{ 
   i} = imread(['G:\图像处理\matlab\拼接图像\附件2-一般图片\00',num2str(i),'.bmp']);
end
for i=1:120
    subplot(12,10,i)
    imshow(X{ 
   i})
end

如图所示，这是需要拼接的120个子图
在这里插入图片描述

2 预处理

%% 转化为二值图
X_01 = { 
   };
for i = 1:120
    X_01{ 
   i} = im2bw(rgb2gray(X{ 
   i}));
end
%示意
subplot(131);imshow(X{ 
   1})
subplot(132);imshow(rgb2gray(X{ 
   1}))
subplot(133);imshow(im2bw(rgb2gray(X{ 
   i})))

原图、rgb2gray变成的灰度图、以及二值图对比：
在这里插入图片描述

3 计算子图之间的相关性

只考虑边缘与边缘之间的关系。建立一个120×120的矩阵，里面分别存放着子图与子图之间的相关性。
如：如果图A左侧和图B右侧的二值接近，那么图A就在图B右边。

%%  计算分数
%score中保存着四种分数，分别对应两个图块的四种接法
score = zeros(120,120,4);
s=zeros(120,120,4);
for k = 1:4
    for i = 1:120        
        img1 = X_01{ 
   i};
        for j = 1:120
            if i~=j
                img2 = X_01{ 
   j};
                %s(i,j,k) = img12img2(img1,img2,k);
                if k==1
                    score(i,j,k) = sum((img1(:,1)-img2(:,end)).^2);
                elseif k==2
                    score(i,j,k) = sum((img1(1,:)-img2(end,:)).^2);
                elseif k==3
                    score(i,j,k) = sum((img1(:,end)-img2(:,1)).^2);
                else
                    score(i,j,k) = sum((img1(end,:)-img2(1,:)).^2);
                end
            end
        end
    end
end
score1 = score(:,:,1);
score2 = score(:,:,2);
score3 = score(:,:,3);
score4 = score(:,:,4);
%注意：score1=score3'

4 列子图拼接

下一步开始拼接，这一步的拼接过程是数字判断+人工干预。
随机选择一个初始子图，然后往下拼接。

%% 拼接，首先把纵向的接好
%随机选择一个图块to，找上下图分别是？
bus_result = [];
%% 往下拼接
% eg to=99,找子图99的上下子图
to = 5;
from_bus = to;
X_show = [];
bus = from_bus;
X_show = X{ 
   from_bus};
for i = 1:12
    from_bus = bus(end);
    s = score2(:,from_bus);
    s(from_bus) = [];
    [~,to_bus] = min(s);

    if to_bus >= from_bus
        to_bus = to_bus +1;
    end
    [~,idx] = sort(s);
    j=1;
    imshow([X_show;X{ 
   to_bus}])
    label = input('正常1，异常0,退出-1:'); 
    if label==-1
        break
    end
    while ismember(to_bus,bus) || ~label
        
        to_bus = idx(j+1);
        if to_bus > from_bus
            to_bus = to_bus +1;
        end
        imshow([X_show;X{ 
   to_bus}])
        j=j+1;
        label = input('正常1，异常0:');
        if label==-1
            return
        end
    end    
    if label==-1
       return
    end
    imshow([X_show;X{ 
   to_bus}])
    X_show = [X_show;X{ 
   to_bus}];
    bus = [bus;to_bus];
    from_bus = to_bus;
end
imshow(X_show)
%如果选中的to在中间，需要上下子图都找，99子图在最上面，所以只找下图就可

在这里插入图片描述
上图拼接正常，因此输入1.

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
拼接异常，输入0.
在这里插入图片描述
拼接正常，输入1
当向下拼接结束后，再向上拼接。

%% 往上拼接
from_bus = to;
for i = 1:12
    from_bus = bus(1);
    s = score4(:,from_bus);
    s(from_bus) = [];
    [~,to_bus] = min(s);

    if to_bus >= from_bus
        to_bus = to_bus +1;
    end
    [~,idx] = sort(s);
    j=1;
    imshow([X{ 
   to_bus};X_show])
    label = input('正常1，异常0,退出-1:'); 
    if label==-1
        break
    end
    while ismember(to_bus,bus) || ~label
        
        to_bus = idx(j+1);
        if to_bus > from_bus
            to_bus = to_bus +1;
        end
        imshow([X{ 
   to_bus};X_show])
        j=j+1;
        label = input('正常1，异常0:');
        if label==-1
            return
        end
    end    
    if label==-1
       return
    end
    imshow([X{ 
   to_bus};X_show])
    X_show = [X{ 
   to_bus};X_show];
    bus = [to_bus;bus];
    from_bus = to_bus;
end
imshow(X_show)

bus_result = [bus_result,bus];

上下都拼接结束后，结果如下：
在这里插入图片描述
重复，把十二个列图拼接完成。
在这里插入图片描述

下面是子图代码。

bus_result =[
    99    35     6    91    22    40    92    32    34   119    35    55;
     3   105    30    11    16    68   115    96    69   101    54    45;
    77    51    33    62    74   113    72    60    78    70   107     7;
    86    28    17    81   100    38    76   103    58    89    42    41;
   120   104    93    46    98   111    14    47    80    56    63   117;
     8     5    48    59    90    84    83    67    97   106    79   108;
    53    49    27    37    25    21   109    29    52    64    31   110;
    61    44    15    94    87    50    43    88    26    19   102    73;
     1     4    18    65    82   116    23    36    71     2   114    85;
    75    10    12    66    39    95     9    24    13    20    57   118;]

5 行子图拼接

% 把列子图二值化

X_col = { 
   };
for j = 1:12
    Z = [];
    for i = 1:10
        Z = [Z;X{ 
   bus_result(i,j)}];
    end
    X_col{ 
   j} = Z;
end
X_med2 = X_col;
X_01 = { 
   };
for i = 1:12
    X_01{ 
   i} = im2bw(X_med2{ 
   i});
end

在这里插入图片描述


%% 拼接算法（最简单的判断边缘距离的算法）
%score保存边缘之间的差值平方和

N=12;
score = zeros(N);
for i = 1:N
    img1 =  X_01{ 
   i};
    for j = 1:N
        if i~=j
            img2 = X_01{ 
   j};
            score(i,j) = sum((img1(:,end)-img2(:,1)).^2);
        end
    end
end

from_bus = 1;

X_show = X_med2{ 
   from_bus};
bus=[from_bus];
for i = 1:12
    s = score(from_bus,:)';
    s(from_bus) = [];
    [~,to_bus] = min(s);

    if to_bus >= from_bus
        to_bus = to_bus +1;
    end
    [~,idx] = sort(s);
    j=1;
    imshow([X_show,X_med2{ 
   to_bus}])
    label = input('正常1，异常0,退出-1:'); 
    if label==-1
        break
    end
    while ismember(to_bus,bus) || ~label
        
        to_bus = idx(j+1);
        if to_bus > from_bus
            to_bus = to_bus +1;
        end
        imshow([X_med2{ 
   to_bus},X_show])
        j=j+1;
        label = input('正常1，异常0:');
        if label==-1
            break
        end
    end    
    if label==-1
       break
    end
    imshow([X_show,X_med2{ 
   to_bus}])
    X_show = [X_show,X_med2{ 
   to_bus}];
    bus = [bus,to_bus];
    from_bus = to_bus;
end
% 没有用到左接，因为选择的是左边缘

最终结果：
在这里插入图片描述
一段没有用到的右连接代码，如果选择的初始子图是中间的列子图，需要这一段。

%%
bus_ = zeros(10,12);
for i = 1:12
    bus_(:,i)=bus_result(:,bus(i));
end
%最终在GUI中使用的是bus_矩阵中的数据
 %%  左接
% from_bus = 1;
% for i = 1:N-length(bus)
%     s = score(:,from_bus);
%     s(from_bus) = [];
%     [~,to_bus] = min(s);
% 
%     if to_bus >= from_bus
%         to_bus = to_bus +1;
%     end
%     [~,idx] = sort(s);
%     j=1;
%     imshow([X_med2{ 
   to_bus},X_show])
%     label = input('正常1，异常0,退出-1:'); 
%     if label==-1
%         break
%     end
%     while ismember(to_bus,bus) || ~label
%         
%         to_bus = idx(j+1);
%         if to_bus > from_bus
%             to_bus = to_bus +1;
%         end
%         imshow([X_med2{ 
   to_bus},X_show])
%         j=j+1;
%         label = input('正常1，异常0:');
%         if label==-1
%             break
%         end
%     end    
%     if label==-1
%        break
%     end
%     imshow([X_med2{ 
   to_bus},X_show])
%     X_show = [X_med2{ 
   to_bus},X_show];
%     bus = [to_bus,bus];
%     from_bus = to_bus;
% end

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