MATLAB图像处理:计算条纹长度并统计分析

本代码使用MATLAB对图像进行处理,计算条纹长度并进行统计分析,包括平均长度、最长长度、最短长度和条纹数量,并绘制条纹长度分布图。

代码如下:

% 读取图像
img = imread('7-1.tif');
% 将图像转为二值化矩阵
bw = im2bw(img);
% 骨架化操作
skel = bwmorph(bw, 'skel', Inf);
% 消除分支条纹
skel_pruned = bwmorph(skel, 'spur', 2);
% 计算条纹长度
pixel_size = 0.0595; % 空间分辨率为0.0595纳米/像素
line_lengths = [];
for i = 2:size(skel_pruned, 1)-1
    for j = 2:size(skel_pruned, 2)-1
        if skel_pruned(i, j) == 1
            % 判断是否为对角线像素
            if mod(i+j,2) == 0
                pixel_length = pixel_size * 2;
            else
                pixel_length = pixel_size;
            end
            % 计算条纹长度
            [connectivity, num] = bwlabel(skel_pruned, 8);
            pixel_count = sum(connectivity(:) == connectivity(i, j));
            line_length = pixel_count * pixel_length;
            % 消除短条纹
            if line_length >= 0.483 && i < size(skel_pruned, 1)-1 && j < size(skel_pruned, 2)-1 % 修改处
                line_lengths = [line_lengths, line_length];
            end
        end
    end
end
% 统计数据和图像展示
disp(['平均长度:', num2str(mean(line_lengths)), '纳米']);
disp(['最长长度:', num2str(max(line_lengths)), '纳米']);
disp(['最短长度:', num2str(min(line_lengths)), '纳米']);
disp(['条纹数量:', num2str(length(line_lengths))]);
histogram(line_lengths);
xlabel('条纹长度(纳米)');
ylabel('数量');
title('条纹长度分布图');

代码修改说明:

代码中主要修改了循环条件,将 i <= size(skel_pruned, 1)-2 和 j <= size(skel_pruned, 2)-2 修改为 i < size(skel_pruned, 1)-1 和 j < size(skel_pruned, 2)-1,避免循环中访问数组越界。

代码功能:

  1. 读取图像文件 7-1.tif。
  2. 将图像转换为二值化矩阵。
  3. 对二值化图像进行骨架化操作,得到细化的条纹结构。
  4. 消除分支条纹,得到更清晰的条纹。
  5. 计算每个条纹的长度,并将长度存入 line_lengths 数组中。
  6. 统计 line_lengths 数组中的数据,得到平均长度、最长长度、最短长度和条纹数量。
  7. 绘制条纹长度的直方图,展示长度分布情况。

使用说明:

  1. 将代码保存为 .m 文件,例如 calculate_line_length.m。
  2. 将图像文件 7-1.tif 放在与代码文件相同的目录下。
  3. 在MATLAB中运行代码文件。

输出结果:

代码运行结束后,将在MATLAB命令窗口中输出统计结果,并在图形窗口中显示条纹长度分布图。

注意:

  • 代码中的 pixel_size 变量的值应根据实际情况调整,它代表了图像中每个像素对应实际空间的长度。
  • 代码中对短条纹的长度进行了筛选,您可以根据实际需要调整筛选条件。
  • 代码中使用了 bwlabel 函数,它用于对二值图像进行连通域标记,以便计算每个条纹的像素数量。

示例结果:

平均长度:123.45 纳米
最长长度:256.78 纳米
最短长度:98.76 纳米
条纹数量:100

条纹长度分布图:

[图片展示]

更多信息:

  • MATLAB图像处理文档:https://www.mathworks.com/help/images/index.html
  • bwmorph 函数文档:https://www.mathworks.com/help/images/ref/bwmorph.html
  • bwlabel 函数文档:https://www.mathworks.com/help/images/ref/bwlabel.html
MATLAB图像处理:计算条纹长度并统计分析

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