數(shù)字圖像處理0313795

1、數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系2計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系3計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系4計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系5n空間域技術(shù)直接對圖像的像素進(jìn)行處理空間域技術(shù)直接對圖像的像素進(jìn)行處理.n空間域處理可定義為空間域處理可定義為g(x, y) = T f(x, y) 其中其中, f(x, y)為輸入圖像為輸入圖像, g(x, y)為輸出圖像為輸出圖像(處理后處理后), T 是是對圖像對圖像 f 進(jìn)行處理的操作符進(jìn)行處理的操作符.n亮度變換亮度變換: 變換變換T 對單點操作對單點操作 處理后圖像在點處理

2、后圖像在點(x0, y0)的像素值的像素值g(x0, y0)只與原始圖像在點只與原始圖像在點(x0, y0)的像素值的像素值f(x0, y0)有直接關(guān)系有直接關(guān)系, 與原始圖像在其他點與原始圖像在其他點的像素值無關(guān)的像素值無關(guān). 如如g(x0, y0)=a f (x0, y0)2+b f (x0, y0)+cn亮度變換可寫成亮度變換可寫成: 其中其中r為為f(x, y)的亮度值的亮度值, s為為g(x, y)的亮度值的亮度值計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系6n空間濾波空間濾波: 利用利用(x, y)的一個小鄰域的一個小鄰域(如如33鄰域鄰域, 稱為模板稱為模板), 對對T 進(jìn)行操作進(jìn)行操作

3、. 此時此時, 處理后圖像在某點處理后圖像在某點(x0, y0)的像素值的像素值g(x0, y0)不僅不僅與原與原始圖像在點始圖像在點(x0, y0)的像素值的像素值f(x0, y0)有直接關(guān)系有直接關(guān)系, 與原始圖與原始圖像在點像在點(x0, y0)附近其他點的像素值附近其他點的像素值也有也有直接關(guān)系直接關(guān)系. 如下式如下式n直方圖方法直方圖方法: 利用圖像亮度值的統(tǒng)計信息進(jìn)行處理利用圖像亮度值的統(tǒng)計信息進(jìn)行處理.9/)1, 1(), 1() 1, 1() 1,(),() 1,() 1, 1(), 1() 1, 1(),(00000000000000000000yxfyxfyxfyxfyxf

4、yxfyxfyxfyxfyxg計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系7計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系83.2 亮度變換函數(shù)亮度變換函數(shù)1 + (m/r)E1計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系93.2 亮度變換函數(shù)亮度變換函數(shù)計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系103.2 亮度變換函數(shù)亮度變換函數(shù)n對數(shù)變換對數(shù)變換S = T(r) = clog(1 + r) 例例3.2 使用對數(shù)變換減少動態(tài)范圍使用對數(shù)變換減少動態(tài)范圍1 + (m/r)E1計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系113.2 亮度變換函數(shù)亮度變換函數(shù)計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系123.3 直方圖處理與函數(shù)繪圖直方圖處理與

5、函數(shù)繪圖計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系133.3 直方圖處理與函數(shù)繪圖直方圖處理與函數(shù)繪圖n函數(shù)函數(shù)plot: plot(horz, v, color_linestyle_mark)n函數(shù)函數(shù)bar:bar(horz, v, width)n函數(shù)函數(shù)stem:stem(horz, v)n函數(shù)函數(shù)axis: axis(horzmin horzmax vertmin vertmax)n函數(shù)函數(shù)xlabel: xlabel(textstring, fontsize, size)n函數(shù)函數(shù)ylabel: ylabel(textstring, fontsize, size)n函數(shù)函數(shù)text: te

6、xt(xloc, yloc, textstring, fontsize, size)n函數(shù)函數(shù)title: title(titlestring)n函數(shù)函數(shù)set: set(gca, xtick, 0:50:255)n函數(shù)函數(shù)set: set(gca, ytick, 0:50:255)n函數(shù)函數(shù)ylim(auto), ylim(ymin, ymax)n函數(shù)函數(shù)xlim(auto), xlim(xmin, xmax)計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系143.3 直方圖處理與函數(shù)繪圖直方圖處理與函數(shù)繪圖kjjkjjrkknnrprTs11)()(計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系153.4 空間

7、濾波空間濾波n 空間濾波（鄰域處理）空間濾波（鄰域處理）(1) 定義中心點定義中心點(x, y);(2) 對預(yù)先定義的以對預(yù)先定義的以(x, y)為中心點的鄰域內(nèi)的像素進(jìn)行運算為中心點的鄰域內(nèi)的像素進(jìn)行運算;(3) 令運算結(jié)果為該點處處理的響應(yīng)令運算結(jié)果為該點處處理的響應(yīng);(4) 對圖像中的每個點重復(fù)對圖像中的每個點重復(fù)(1)(3)步驟步驟.計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系16w(-1,-1)w(-1,0)w(-1,1)w(0,-1)w(0,0)w(0,1)w(1,-1)w(1,0)w(1,1)f(x-1,y-1)f(x-1,y) f(x-1,y+1)f(x,y-1)f(x,y)f(x,y

8、+1)f(x+1,y-1) f(x+1,y) f(x+1,y+1)yx計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系173.4 空間濾波空間濾波計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系183.4 空間濾波空間濾波計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系193.4 空間濾波空間濾波 Perform general sliding-neighborhood operationsp Syntax B = nlfilter(A, m n, fun)p Description B=nlfilter(A, m n, fun) applies the function fun to each m-by-n sliding b

9、lock of A. fun is a function that accepts an m-by-n matrix as input and returns a result. fun must be a function handle.計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系203.4 空間濾波空間濾波函數(shù)函數(shù)colfiltg=colfilt( f, m, n, block_type, fun, parameters)p block_type: nsliding 表示處理過程是在輸入圖像中逐個像素地滑動該表示處理過程是在輸入圖像中逐個像素地滑動該m*n區(qū)域區(qū)域.n distinct 表示處理過

10、程是在輸入圖像中互不相交的表示處理過程是在輸入圖像中互不相交的m*n塊塊進(jìn)行進(jìn)行.p fun引用一個函數(shù)引用一個函數(shù), 符號符號稱為函數(shù)句柄稱為函數(shù)句柄, 它是它是MATLAB數(shù)數(shù)據(jù)類型據(jù)類型.n函數(shù)函數(shù)fun必須分別對矩陣的每一列進(jìn)行操作必須分別對矩陣的每一列進(jìn)行操作.p parameters表示函數(shù)表示函數(shù)fun可能需要的參數(shù)可能需要的參數(shù).計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系213.4 空間濾波空間濾波計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系223.5 圖像處理工具箱的標(biāo)準(zhǔn)空間濾波器圖像處理工具箱的標(biāo)準(zhǔn)空間濾波器計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系23averagediskguassianl

11、aplacianlogmotion prewittsobelunsharpfspecial(average, r, c) 大小為大小為rc矩形平均值濾波器矩形平均值濾波器(33)fspecial(disk, r) 半徑為半徑為r的圓形平均值濾波器的圓形平均值濾波器(r=5)fspecial(guassian, r, c, sig) 為為rc高斯低通濾波器高斯低通濾波器(33, 0.5)fspecial(laplacian, alpha) 為為33拉普拉斯濾波器拉普拉斯濾波器(0 1, 0.5)fspecial(log, r, c, sig) 為為rc高斯高斯-拉普拉斯濾波器拉普拉斯濾波器(55

12、, 0.5)fspecial(motion, len, theta) len個像素線性運動個像素線性運動, 運動方向為運動方向為theta的濾波器的濾波器(9, 0), size=1,9fspecial(prewitt) 大小為大小為33的的Prewitt濾波器濾波器wv, wh = wvfspecial(sobel)大小為大小為33的的Sobel濾波器濾波器sv, sh = svfspecial(unsharp, alpha)大小為大小為33的非銳化濾波器的非銳化濾波器(0 1, 0.2)計算機(jī)科學(xué)與工程系計算機(jī)科學(xué)與工程系243.5 圖像處理工具箱的標(biāo)準(zhǔn)空間濾波器圖像處理工具箱的標(biāo)準(zhǔn)空間濾波器22222( , )( , )( , )f x yf x yf x yxy),(2), 1(), 1(22yxfyxfyxfxf2 (1, )(1, )( ,1)( ,1)4 ( , )ff xyf xyf x yf x yf x y),(2) 1,() 1,(22yxfyxfyxfyf因而有因而有:函數(shù)函數(shù) f (x, y) 的拉普拉斯算子定義為的拉普拉斯算子定義為二階導(dǎo)數(shù)的通用數(shù)字近似為二階導(dǎo)數(shù)的通用數(shù)字近似為和和計算機(jī)科學(xué)與