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计算机中， 通常以矩阵形式存储图像，根据颜色和灰度多少可以分为灰度图像、二值图像、索引图像和RGB图像

灰度图像

  • 矩阵元素取值范围为[0, 255] （0-黑，255-白），数据类型一般为8位无符号整数【unit8】

  • 某些领域（如医学成像）采用【unit16】和【int16】数据类型

  • 对于计算灰度的操作（如**傅里叶变换**），使用【double】和【single】类型；若图像是【double】或【single】，灰度图像的值通常被归一化标定位【0-1】范围内，0代表黑色，1代表白色，0到1之间的小数表示不同的灰度等级。

  • 二值图像可以看成是灰度图像的一个特例。

二值图像

  • 一幅二值图像的二维矩阵仅由0、1两个值构成，计算机中二值图像的数据类型通常为1个二进制位

  • 在MATLAB中，二值图像具有非常特殊的意义，只有逻辑数据类型【logical】才被认为是二值图像，就算是只包含0和1的数据类的数组（例如【uint8】），在MATLAB中都不认为是二值图像。可以使用logical将其他类型的数组转换为二值图像：B = logical（A）

索引图像

  • 包括一个数据矩阵X，一个颜色映像矩阵Map。Map是一个包含三列，若干行的数据阵列，其中每个元素的值均为[0，1]之间的双精度浮点型数据。每一行分别表示红， 绿，蓝的颜色值。

  • 在MATLAB中，索引图像是从像素值到颜色映射表值的“直接映射”。像素颜色由数据矩阵X作为索引指向矩阵Map进行索引，例如，值1指向矩阵Map中的第一行，值2指向第二行，以此类推。

  • 一般索引图像只能显示256种颜色（由数据矩阵X的取值范围决定），与灰度图像不同的是，灰度图像的颜色表的值是从0到255连续的值，所以灰度图像的数据我们即可以看成是实际的像素值，也可以看成是索引值。

  • 索引图的优点是存储所需容量小，且索引图像一般用于存放色彩要求比较简单的图像，如Windows中色彩构成比较简单的壁纸多采用索引图像存放，如果图像的色彩比较复杂，就要用到RGB真彩色图像。

RGB图像

  • RGB图像每一个像素的颜色值（由RGB三原色表示）直接存放在图像矩阵中

  • 一副大小为MN的RGB图像需要3个MN大小的矩阵表示，每一个矩阵代表一个颜色通道。RGB图像的数据类型一般为【unit】（或【double】），通常用于表示和存放真彩色图像（2^24种颜色），也可存灰度图像（三个通道的值都一样）

  • 在MATLAB中用cat操作将3通道合成彩色图像：rab_image = cat(3, R, G, B);

  • MATLAB中用下面这些命令可以提取出三个通道的图像：

R = rgb_image（：，：，1）;
G = rgb_image（：，：，2）;
B = rgb_image（：，：，3）;