爲什麼紅，綠，藍分離的圖像通道是灰度級的（Matlab）？

Question

Matlab將圖像存儲爲三維數組。前兩個維度對應於上述圖片軸上的數字。每個像素由圖像第三維中的三個條目表示。三層中的每一層代表像素陣列中的紅色，綠色和藍色的強度。

redChannel = rgbImage(:, :, 1); 
greenChannel = rgbImage(:, :, 2); 
blueChannel = rgbImage(:, :, 3); 

例如原始圖像是：

如果顯示紅，綠，藍色通道，你得到這些灰度化圖像，我們可以通過提取出的圖像的獨立的紅綠藍分量：

如果您將其中一個通道與兩個黑色矩陣（零矩陣）連接起來，您將獲得彩色圖像。讓我們串接與黑色圖像矩陣的每個通道的剩餘通道：

blackImage = uint8(zeros(rows, columns)); 
newRedChannel = cat(3, redChannel, blackImage, blackImage); 
newGreenChannel = cat(3, blackImage, greenChannel, blackImage); 
newBlueChannel = cat(3, blackImage, blackImage, blueChannel); 

它輸出以下圖片：

爲什麼它以這種方式工作？爲什麼每種顏色的單獨通道必須與零矩陣（黑色圖像）連接起來才能顯示剩餘通道？爲什麼個別頻道的色彩實際上只是單獨顯示的灰度圖像？

Answer 1

在MATLAB中，灰度圖像被表示爲2D矩陣。彩色圖像爲3D矩陣。紅色圖像仍然是彩色圖像，因此它仍然必須是3D圖像。由於它是純粹的紅色圖像，因此沒有其他顏色，因此綠色和藍色通道應爲空，因此爲零的矩陣。

請注意，當我們說灰度時，我們確實指的是indexed image。所以你可以通過應用colourmap來製作彩色圖像。如果您要應用從黑色到紅色範圍的色彩映射，那麼您的2D矩陣將顯示爲上面的紅色圖像。問題是，MATLAB如何知道應用哪種色彩映射？是的，這佔用的空間比彩色圖像少。但它增加了代碼的複雜性。

另一方面，問問自己，如果將兩個顏色通道設置爲零，您會希望圖像看起來像什麼？唯一合乎邏輯的答案就是上面創建的單獨顏色通道圖像。

如果您喜歡，請嘗試將您的問題改爲「MATLAB如何實現這個功能？」。換句話說，如果你的紅色通道是2D圖像，MATLAB怎麼會知道它是紅色通道而不是綠色通道或灰度圖像？挑戰自己，思考一種更實際的方式來表示這些數據。我認爲這個練習會讓你相信在這個問題上MATLAB的設計選擇的優點。

另外值得注意的是許多文件格式，例如.bmp，以同樣的方式工作。