如何从R中的灰度图像中获取像素矩阵？

当灰度图像由矩阵表示时，矩阵的每个元素决定相应像素的强度。为方便起见，当前大多数数字文件使用0（表示最小强度的黑色）和255（表示最大强度的白色）之间的整数，总灰度为256=2^8

有没有办法获得R中灰度图像的像素矩阵，其像素值范围为0到255

了解我是否可以在R中以首选维度（例如，$28\乘以28$）调整图像大小，然后将其转换为像素矩阵（其元素范围为0到255）也会很有帮助

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如果原始图像是RGB，但我需要灰度矩阵，会发生什么情况？

R软件包

png

提供了

readPNG（）

函数，该函数可以将png格式的光栅图形（由“像素矩阵”组成）读取为R。它返回一个带有[0,1]中灰度值的矩阵或三个RGB值在[0,1]中的矩阵

为了在[0，1]和{0，…，255}之间进行转换，如果需要，只需将255与整数相乘或相除即可

例如，对于RGB和灰度之间的转换，您可以使用

colorspace

软件包中的

desaturate（）

函数

例如，让我们下载您建议的图像：

download.file("http://www.greenmountaindiapers.com/skin/common_files/modules/Socialize/images/twitter.png",
  destfile = "twitter.png")

然后我们加载上面提到的包：

library("png")
library("colorspace")

首先，我们将PNG图像读入一个尺寸为28 x 28 x 4的数组

x

。因此，图像具有28 x 28像素和四个通道：红色、绿色、蓝色和alpha（用于半透明度）

我希望这些版本中至少有一个是您想要的。为了检查像素矩阵，我编写了一个方便的可视化小函数：

pixmatplot <- function (x, ...) {
  d <- dim(x)
  xcoord <- t(expand.grid(1:d[1], 1:d[2]))
  xcoord <- t(xcoord/d)
  par(mar = rep(1, 4))
  plot(0, 0, type = "n", xlab = "", ylab = "", axes = FALSE, 
    xlim = c(0, 1), ylim = c(0, 1), ...)
  rect(xcoord[, 2L] - 1/d[2L], 1 - (xcoord[, 1L] - 1/d[1L]), 
    xcoord[, 2L], 1 - xcoord[, 1L], col = x, border = "transparent")
}

如果您有一个较大的图像，并希望将其设置为28 x 28，我将平均相应行/列的灰度值，并将结果插入到所需尺寸的矩阵中

最后一点注意：虽然在R中可以完成所有这些，但使用图像处理软件可能更方便。根据您的目标，使用ImageMagick的

mogrify可能更容易，例如：

mogrify -resize 28 -type grayscale twitter.png

下面是一个从灰度png转换和绘制图像的示例。请确保先安装相关软件包

library(png)
library(RCurl)
myurl = "https://postgis.net/docs/manual-dev/images/apple_st_grayscale.png"
my_image =  readPNG(getURLContent(myurl))
img_mat=my_image[,,1] # will hold the grayscale values divided by 255
img_mat=t(apply(img_mat, 2, rev)) # otherwise the image will be rotated
image(img_mat, col  = gray((0:255)/255)) # plot in grayscale

谢谢你的回答。你能告诉我如果我有一个名为“image.png”的图像，那么如何使用desaturate（）命令来获取灰度图像吗？还有关于如何将图像调整为R中的首选尺寸（例如，28×28像素）？如果我读取图像（），为什么它会给我一个28×28×4的矩阵？？你能给我解释一下吗？再次感谢。我在回复中添加了一个例子，并对其进行了解释。我非常喜欢这个答案。它消除了在解决r中与图像相关的问题时可能想到的所有其他疑问。
pixmatplot(y)
pixmatplot(yg)

mogrify -resize 28 -type grayscale twitter.png

library(png)
library(RCurl)
myurl = "https://postgis.net/docs/manual-dev/images/apple_st_grayscale.png"
my_image =  readPNG(getURLContent(myurl))
img_mat=my_image[,,1] # will hold the grayscale values divided by 255
img_mat=t(apply(img_mat, 2, rev)) # otherwise the image will be rotated
image(img_mat, col  = gray((0:255)/255)) # plot in grayscale