使用超过 256 个标签写入图像

Question

我有一个来自bwlabel 的二维标记矩阵，但它可能有索引大于 4000 的标签。通过imshow 显示超过 256 种颜色很简单：

img = zeros(1000, 1000);
%Put 4000 seeds
for numCentroid = 1:4000
    x = randi([1 size(img, 1)]);
    y = randi([1 size(img, 2)]);
    img(x, y) = 1;
end
D = bwdist(img);
% Create the 'cell' regions
L_img = watershed(D); % We obtain a labelled image
imshow(L_img, repmat(colorcube(256), 20, 1));

但是，当我们做同样的事情，但使用imwrite：

imwrite(L_img, repmat(colorcube(256), 20, 1), 'p.tif');

并得到这个错误：

使用 wtifc 时出错
8 位图像的颜色图无效，尺寸必须为 n X 3 (n

它也可以用其他格式重现，例如 png：

 imwrite(uint16(randi([0 4000], 200)), colorcube(4001), 'p.png')

使用 writepng 时出错（第 76 行）
索引图像的位深度无效；必须是 1、2、4 或 8。

这是我们要保存的图像示例：

我们想要的是获得一个带有标签的每个分离区域的索引图像。我们如何保存这张图片？

由于我们知道这是imwrite 本身的问题，因为它将双矩阵转换为uint8，我们尝试将相同的矩阵放入uint16。这也不起作用。

编辑 1：

在Matlab中显示图像的位深度是正确的16位。

imfinfo('p.tif')

但是，如果您检查相同的内容，但在 Windows 中：right click on the file -> Properties -> Details，它具有 8 位深度。这与：

help imwrite

TIFF 文件的 BitDepth 允许值
灰度图像：1、2、4、8 或 16
带有 Alpha 通道的灰度图像：8 或 16
索引图像：1、2、4 或 8
真彩色图像：8 或 16

Answer 1

作为Adriaan pointed out in his answer，您可以编写 16 位 TIFF 文件。如果文件需要被索引（即有一个单独的颜色图），并且有 16 位索引，那么 TIFF 是我所知道的唯一可以完成这项工作的标准文件格式。

给定 16 位索引图像和 4001 个元素的颜色图：

data = uint16(randi([0 4000], 200));
cm = colorcube(4001);

然后：

imwrite(data,cm,'p.tif')

会将其正确写入文件：

cris@paella> tiffinfo p.tif 
TIFF Directory at offset 0x13ba0 (80800)
  Image Width: 200 Image Length: 200
  Resolution: 72, 72 pixels/inch
  Bits/Sample: 16
  Compression Scheme: PackBits
  Photometric Interpretation: palette color (RGB from colormap)
  Orientation: row 0 top, col 0 lhs
  Samples/Pixel: 1
  Rows/Strip: 40
  Planar Configuration: single image plane
  Color Map: (present)

（tiffinfo 是 LibTIFF 附带的一个程序，通常默认安装在 Unix 发行版上，我在我的 Mac 上使用 Homebrew 安装了 LibTIFF）。

注意“位/样本：16”行和“光度解释：调色板颜色（来自颜色图的 RGB）”。此 TIFF 文件现在有一个包含 65536 个条目的颜色映射。

我们也可以读回文件：

[data2,cm2] = imread('p.tif');

isequal(data,data2) 返回true，class(data2) 返回'uint16'。 cm2 与 cm 不同，因为它包含更多条目（全为 0）。但cm2(1:4001,:) 和cm 几乎相同，区别在于cm 是浮点值，乘以65535 并四舍五入以保存到文件。

正如我在 Adriaan 的回答下面的 cmets 中所表达的那样，问题是大多数软件不会读取 16 位索引 TIFF 文件。例如，Photoshop Elements 不会打开我们在此处创建的p.tif 文件，Apple 的 Preview 程序也不会。原因是基线 TIFF（所有 TIFF 阅读器必须遵守的最低公分母标准）仅指定 4 位和 8 位索引图像。 16 位索引图像是一个扩展。

因此，如果要保存 16 位索引图像，首先要确保目标软件能够读取它。

Answer 2

根据文档，输入uint16 文件会写入uint16 文件，前提是文件格式支持：

如果 A 的数据类型为 uint16，并且输出文件格式支持 16 位数据（JPEG、PNG 和 TIFF），则 imwrite 输出 16 位值。如果输出文件格式不支持 16 位数据，则​​imwrite 返回错误。

来自documentation on imwrite

img = rand(1e3);
L_img = bwlabel(img);
imshow(L_img, repmat(colorcube(256), 20, 1));
Warning: Image is too big to fit on screen; displaying at 67% 
> In images.internal.initSize (line 71)
  In imshow (line 305) 

imwrite(L_img, repmat(colorcube(256), 20, 1), 'p.tif');
Error using wtifc
Invalid colormap for 8 bit image, must have dimensions n X 3 (n<=256).

Error in writetif (line 118)
wtifc(data, map, filename, writemode, colorspace, required_tags);

Error in imwrite (line 472)
        feval(fmt_s.write, data, map, filename, paramPairs{:});

tmp = uint16(L_img);
imwrite(tmp, repmat(colorcube(256), 20, 1), 'p.tif'); %Writes the file to my disk