數(shù)字圖像復(fù)習(xí)要點(diǎn)資料

1、2022-6-181數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理復(fù)習(xí)總結(jié)復(fù)習(xí)總結(jié)第一章 概論1、圖像、圖像就是三維場(chǎng)景在二維平面上的影像。就是三維場(chǎng)景在二維平面上的影像。2、數(shù)字圖像、數(shù)字圖像是用配置在二維平面是用配置在二維平面(畫面畫面)上的上的灰度值灰度值或或彩彩色值色值來表示信息的，來表示信息的， 信息擴(kuò)展在二維平面上。信息擴(kuò)展在二維平面上。 3、模擬圖像：模擬圖像：指空間坐標(biāo)和明暗程度都連續(xù)變化的、指空間坐標(biāo)和明暗程度都連續(xù)變化的、計(jì)算機(jī)無法直接處理的圖像。計(jì)算機(jī)無法直接處理的圖像。如如傳統(tǒng)相機(jī)拍攝的照片、圖片、傳統(tǒng)相機(jī)拍攝的照片、圖片、海報(bào)、廣告畫、電影膠片等。海報(bào)、廣告畫、電影膠片等。 4、 數(shù)字圖像

2、數(shù)字圖像:以數(shù)字格式存放的圖像以數(shù)字格式存放的圖像。 5、數(shù)字圖像的表示、數(shù)字圖像的表示: 一幅一幅MN個(gè)像素的數(shù)字圖像，其像素灰度值可以用個(gè)像素的數(shù)字圖像，其像素灰度值可以用M行、行、N列的矩陣列的矩陣G或二維數(shù)組或二維數(shù)組T來表示來表示:6、像素：數(shù)字圖像中每個(gè)基本單元叫做數(shù)字圖像中每個(gè)基本單元叫做圖像元素圖像元素，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱像素像素(pixel)(pixel)。一幅圖像在空間上的分辨率與其包含的像素個(gè)數(shù)成。一幅圖像在空間上的分辨率與其包含的像素個(gè)數(shù)成正比，像素個(gè)數(shù)越多，圖像的分辨率越高，也就越有可能看出正比，像素個(gè)數(shù)越多，圖像的分辨率越高，也就越有可能看出圖像的細(xì)節(jié)。圖像的細(xì)節(jié)。 7、數(shù)

3、字圖像處理、數(shù)字圖像處理（Digital Image Processing）:利用計(jì)算機(jī)對(duì)利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行去除噪聲、圖像進(jìn)行去除噪聲、 增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等的理論、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等的理論、 方法和技術(shù)稱為方法和技術(shù)稱為數(shù)字圖像處理。數(shù)字圖像處理。也稱之為也稱之為計(jì)算機(jī)圖像處理計(jì)算機(jī)圖像處理（Computer Image Processing）。）。 8、圖像處理的目的、圖像處理的目的 1） 提高圖像的視感質(zhì)量，提高圖像的視感質(zhì)量， 以達(dá)到賞心悅目的目的以達(dá)到賞心悅目的目的。 2）提取圖像中所包含的某些特征或特殊信息，提取圖像中所包含的某些特征或特殊信息， 以便于計(jì)以便于

4、計(jì)算機(jī)分析，常用作模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺的預(yù)處理等算機(jī)分析，常用作模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺的預(yù)處理等。v 3） 對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、 編碼和壓縮，編碼和壓縮， 以便于圖像的存以便于圖像的存儲(chǔ)和傳輸。儲(chǔ)和傳輸。 9、數(shù)字圖像處理的主要內(nèi)容、數(shù)字圖像處理的主要內(nèi)容1 ） 圖 像 獲 取 、 表 示 和 表 現(xiàn) （） 圖 像 獲 取 、 表 示 和 表 現(xiàn) （ I m a g e A c q u i s i t i o n ， Representation and Presentation）2）圖像復(fù)原（）圖像復(fù)原（Image Restoration）(客觀客觀)3 3）圖像增強(qiáng)（）圖

5、像增強(qiáng)（Image EnhancementImage Enhancement）( (主觀主觀) )4） 圖像分割（圖像分割（Image Segmentation） 5）圖像分析）圖像分析6）圖像重建）圖像重建 7）圖像壓縮編碼）圖像壓縮編碼10、數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)：、數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)：（1） 處理精度高，再現(xiàn)性好。（處理精度高，再現(xiàn)性好。（2） 易于控制處理效果。易于控制處理效果。（3）處理的多樣性。（）處理的多樣性。（4） 圖像數(shù)據(jù)量龐大。圖像數(shù)據(jù)量龐大。（5） 處理費(fèi)時(shí)。（處理費(fèi)時(shí)。（6 ） 圖像處理技術(shù)綜合性強(qiáng)。圖像處理技術(shù)綜合性強(qiáng)。圖像工程三個(gè)層次：11、相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域、相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)

6、域 圖像工程是一門系統(tǒng)地研究圖像工程是一門系統(tǒng)地研究各種圖像理論、技術(shù)和應(yīng)用各種圖像理論、技術(shù)和應(yīng)用的的交叉學(xué)科交叉學(xué)科。與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算。與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模式識(shí)別、機(jī)科學(xué)、模式識(shí)別、 計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)視覺、 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 遺傳算法、模糊邏輯等理論和技術(shù)都有密切的聯(lián)系，遺傳算法、模糊邏輯等理論和技術(shù)都有密切的聯(lián)系，它的發(fā)展應(yīng)用與醫(yī)學(xué)、遙感、通信、文檔處理和工業(yè)自動(dòng)化等它的發(fā)展應(yīng)用與醫(yī)學(xué)、遙感、通信、文檔處理和工業(yè)自動(dòng)化等許多領(lǐng)域也是密不可分的。許多領(lǐng)域也是密不可分的。 第二

7、章第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 圖像處理的方法有圖像處理的方法有:模擬式模擬式 數(shù)字式數(shù)字式(計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī))圖像數(shù)字化過程：圖像數(shù)字化過程：包括包括采樣采樣和和量化量化過程。過程。 采樣：采樣：將空間上連續(xù)的圖像變換成離散點(diǎn)的操作。將空間上連續(xù)的圖像變換成離散點(diǎn)的操作。 采樣點(diǎn)：采樣點(diǎn)：用空間上部分點(diǎn)的灰度值代表圖像的這些點(diǎn)。用空間上部分點(diǎn)的灰度值代表圖像的這些點(diǎn)。采樣步驟：采樣步驟：. .先沿先沿垂直方向垂直方向按一定間隔從上到下順序地沿按一定間隔從上到下順序地沿水平方向直線掃描，取出各水平線上灰度值的一維掃描。水平方向直線掃描，取出各水平線上灰度值的一維掃描。. . 再對(duì)一維掃

8、描線信號(hào)按一定間隔采樣得到離散信號(hào)。再對(duì)一維掃描線信號(hào)按一定間隔采樣得到離散信號(hào)。（水平方向采樣水平方向采樣）采樣間隔選?。翰蓸娱g隔選取：采樣間隔的選取決定了采樣后圖像的質(zhì)量。采樣間隔的選取決定了采樣后圖像的質(zhì)量。選取選取依據(jù)依據(jù)：由原：由原圖像中包含的細(xì)微濃淡變化來決定。一般圖像中細(xì)節(jié)圖像中包含的細(xì)微濃淡變化來決定。一般圖像中細(xì)節(jié)越多，采樣間隔應(yīng)越小。越多，采樣間隔應(yīng)越小。 對(duì)一幅圖像采樣時(shí)，若每行（即橫向）像素為對(duì)一幅圖像采樣時(shí)，若每行（即橫向）像素為M個(gè)，每列（即縱向）個(gè)，每列（即縱向）像素為像素為N個(gè)，則圖像大小為個(gè)，則圖像大小為MN 個(gè)像素。個(gè)像素。量化：量化：將像素灰度轉(zhuǎn)換成離散的

9、整數(shù)值的過程。將像素灰度轉(zhuǎn)換成離散的整數(shù)值的過程。灰度級(jí)數(shù)：灰度級(jí)數(shù)：一幅數(shù)字圖像中不同灰度值的個(gè)數(shù)，用一幅數(shù)字圖像中不同灰度值的個(gè)數(shù)，用G G表示。表示。 一般來說一般來說 ，g就是表示圖像像素灰度值所需的比特位數(shù)就是表示圖像像素灰度值所需的比特位數(shù)(如如bit或或bit)。 一幅大小為一幅大小為M MN N、灰度級(jí)數(shù)為、灰度級(jí)數(shù)為G G的圖像所需的存儲(chǔ)空間，即圖像的圖像所需的存儲(chǔ)空間，即圖像的數(shù)據(jù)量，大小為的數(shù)據(jù)量，大小為 M MN Ng(bitg(bit采樣、量化參數(shù)與數(shù)字化圖像間的關(guān)系采樣、量化參數(shù)與數(shù)字化圖像間的關(guān)系數(shù)字化方式可分為數(shù)字化方式可分為均勻采樣、量化均勻采樣、量化和和非均

10、勻采樣、量化。非均勻采樣、量化。 所謂所謂“均勻均勻”，指的是，指的是采樣、量化為等間隔。圖像數(shù)字化一般采樣、量化為等間隔。圖像數(shù)字化一般采用均勻采樣和均勻量化方式。采用均勻采樣和均勻量化方式。 非均勻采樣非均勻采樣是根據(jù)圖象細(xì)節(jié)的豐富程度改變采樣間距。細(xì)節(jié)豐是根據(jù)圖象細(xì)節(jié)的豐富程度改變采樣間距。細(xì)節(jié)豐富的地方，采樣間距小，否則間距大。富的地方，采樣間距小，否則間距大。 非均勻量化非均勻量化是對(duì)像素出現(xiàn)頻度少的間隔大，而頻度大的間隔小。是對(duì)像素出現(xiàn)頻度少的間隔大，而頻度大的間隔小。（非等間隔量化）（非等間隔量化）采樣間隔（采樣點(diǎn)）與圖像的關(guān)系采樣間隔（采樣點(diǎn)）與圖像的關(guān)系 一般來說，采樣間隔越

11、大，所得圖像像素?cái)?shù)越少，空間分辨一般來說，采樣間隔越大，所得圖像像素?cái)?shù)越少，空間分辨率低，質(zhì)量差，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)像素呈塊狀的國際棋盤效應(yīng)；采樣間隔率低，質(zhì)量差，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)像素呈塊狀的國際棋盤效應(yīng)；采樣間隔越小，所得圖像像素?cái)?shù)越多，空間分辨率高，圖像質(zhì)量好，但數(shù)據(jù)越小，所得圖像像素?cái)?shù)越多，空間分辨率高，圖像質(zhì)量好，但數(shù)據(jù)量大。量大。量化等級(jí)與圖像關(guān)系量化等級(jí)與圖像關(guān)系 圖像的采樣點(diǎn)數(shù)一定時(shí)圖像的采樣點(diǎn)數(shù)一定時(shí)，量化等級(jí)越多，所得圖像層次越豐富，圖像量化等級(jí)越多，所得圖像層次越豐富，圖像質(zhì)量好；質(zhì)量好； 量化等級(jí)越少，圖像層次欠豐富，會(huì)出現(xiàn)假輪廓現(xiàn)象，圖像質(zhì)量變量化等級(jí)越少，圖像層次欠豐富，會(huì)出現(xiàn)假輪

12、廓現(xiàn)象，圖像質(zhì)量變差。差。采樣和量化的一般原則采樣和量化的一般原則 當(dāng)限定數(shù)字圖像的大小時(shí)當(dāng)限定數(shù)字圖像的大小時(shí), , 為了得到質(zhì)量較好的圖像可采用為了得到質(zhì)量較好的圖像可采用 （1 1）對(duì)）對(duì)緩變的圖像緩變的圖像，應(yīng)該，應(yīng)該細(xì)量化，粗采樣細(xì)量化，粗采樣，以避免假輪廓。，以避免假輪廓。 （2 2） 對(duì)對(duì)細(xì)節(jié)豐富的圖像細(xì)節(jié)豐富的圖像，應(yīng)，應(yīng)細(xì)采樣，粗量化細(xì)采樣，粗量化，以避免模糊（混疊）。，以避免模糊（混疊）。對(duì)于彩色圖像，是按照顏色成分對(duì)于彩色圖像，是按照顏色成分紅（紅（R R）、綠（）、綠（G G）、藍(lán)（）、藍(lán)（B B）分別采樣和）分別采樣和量化的。若各種顏色成分均按量化的。若各種顏色成分均

13、按8 bit8 bit量化，即每種顏色量級(jí)別是量化，即每種顏色量級(jí)別是256256，則可以，則可以處理處理256256256256256=16777216256=16777216種顏色。種顏色。 常見的數(shù)字化設(shè)備有常見的數(shù)字化設(shè)備有數(shù)字相機(jī)、掃描儀、數(shù)字化儀數(shù)字相機(jī)、掃描儀、數(shù)字化儀等。等。 (1) 采樣孔采樣孔(Sampling aperture)： 使數(shù)字化設(shè)備能夠單獨(dú)地使數(shù)字化設(shè)備能夠單獨(dú)地觀測(cè)特定的圖像元素而不受圖像其他部分的影響。觀測(cè)特定的圖像元素而不受圖像其他部分的影響。 (2) 圖像掃描機(jī)構(gòu)：圖像掃描機(jī)構(gòu)： 使采樣孔按照預(yù)先確定的方式在圖像上使采樣孔按照預(yù)先確定的方式在圖像上移動(dòng)

14、，從而按順序觀測(cè)每一個(gè)像素。移動(dòng)，從而按順序觀測(cè)每一個(gè)像素。 (3) 光傳感器：光傳感器： 通過采樣檢測(cè)圖像的每一像素的亮度，通過采樣檢測(cè)圖像的每一像素的亮度， 通通常采用常采用CCD陣列。陣列。 (4) 量化器：量化器：將傳感器輸出的連續(xù)量轉(zhuǎn)化為整數(shù)值。典型的將傳感器輸出的連續(xù)量轉(zhuǎn)化為整數(shù)值。典型的量化器是量化器是A/D轉(zhuǎn)換電路，它產(chǎn)生一個(gè)與輸入電壓或電流成比例的轉(zhuǎn)換電路，它產(chǎn)生一個(gè)與輸入電壓或電流成比例的數(shù)值。數(shù)值。 (5) 輸出存儲(chǔ)裝置：輸出存儲(chǔ)裝置：將量化器產(chǎn)生的灰度值按適當(dāng)格式存儲(chǔ)將量化器產(chǎn)生的灰度值按適當(dāng)格式存儲(chǔ)起來，以用于計(jì)算機(jī)后續(xù)處理。起來，以用于計(jì)算機(jī)后續(xù)處理。 數(shù)字化設(shè)備的

15、組成數(shù)字化設(shè)備的組成數(shù)字化數(shù)字化v靜態(tài)圖像可分為：靜態(tài)圖像可分為：矢量矢量(Vector)(Vector)圖圖和和位圖位圖(Bitmap)(Bitmap)，位圖也，位圖也稱為柵格圖像稱為柵格圖像v矢量矢量(Vector)圖圖v特點(diǎn)：特點(diǎn)：用一系列繪圖指令來表示一幅圖，如用一系列繪圖指令來表示一幅圖，如AutoCADAutoCAD中的繪圖語句。中的繪圖語句。v矢量圖的優(yōu)缺點(diǎn)矢量圖的優(yōu)缺點(diǎn): v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：v(1).矢量圖形文件較小。矢量圖形文件較小。v(2).圖像質(zhì)量與分辨率無關(guān)。圖像質(zhì)量與分辨率無關(guān)。矢量圖形的是無論放大、縮小或旋轉(zhuǎn)等都矢量圖形的是無論放大、縮小或旋轉(zhuǎn)等都不會(huì)失真；不會(huì)失真；

16、缺點(diǎn)缺點(diǎn):v (1)不易制作色調(diào)豐富或色彩變化太多的圖像，而且繪出來的圖像不是不易制作色調(diào)豐富或色彩變化太多的圖像，而且繪出來的圖像不是很逼真。很逼真。 (2)不易在不同的軟件間交換文件不易在不同的軟件間交換文件。v位圖位圖v 一、一、 特點(diǎn)特點(diǎn)：是通過許多像素點(diǎn)表示一幅圖像，每個(gè)像素具有顏色屬是通過許多像素點(diǎn)表示一幅圖像，每個(gè)像素具有顏色屬性和位置屬性。適合表現(xiàn)大量的圖像細(xì)節(jié)，可以很好的反映明暗的變化、性和位置屬性。適合表現(xiàn)大量的圖像細(xì)節(jié)，可以很好的反映明暗的變化、復(fù)雜的場(chǎng)景和顏色。復(fù)雜的場(chǎng)景和顏色。v 優(yōu)缺點(diǎn)和矢量圖正好相反，它能表現(xiàn)逼真的圖像效果，但是文件比優(yōu)缺點(diǎn)和矢量圖正好相反，它能表

17、現(xiàn)逼真的圖像效果，但是文件比較大，并且縮放時(shí)清晰度會(huì)降低并出現(xiàn)鋸齒。較大，并且縮放時(shí)清晰度會(huì)降低并出現(xiàn)鋸齒。v位圖的類型：1 1、線畫稿（線畫稿（LineArt)LineArt)、2 2、灰度圖像、灰度圖像(GrayScale)(GrayScale)、3 3、索引圖像、索引圖像(Index Color)(Index Color) 4 4、真彩色圖像（、真彩色圖像（True ColorTrue Color）。）。v灰度圖像：灰度圖像：像素灰度級(jí)用像素灰度級(jí)用8 bit表示，表示，每個(gè)像素都是介于黑色和白色之間每個(gè)像素都是介于黑色和白色之間的的256（28=256）種灰度中的一種。）種灰度中的一種

18、。v通常所說的黑白照片，通常所說的黑白照片，其實(shí)包含了黑白之間的所有灰度色調(diào)。其實(shí)包含了黑白之間的所有灰度色調(diào)。從技術(shù)上從技術(shù)上來說，就是具有從黑到白的來說，就是具有從黑到白的256種灰度色域（種灰度色域（Gamut）的單色圖像。）的單色圖像。 v位圖的有關(guān)術(shù)語位圖的有關(guān)術(shù)語v 1. 1. 像素（像素（PixelPixel）、點(diǎn)（）、點(diǎn)（DotDot）和樣點(diǎn)（）和樣點(diǎn)（SampleSample）v像素：像素：在計(jì)算機(jī)中，圖像是由顯示器上許多光點(diǎn)組成的，在計(jì)算機(jī)中，圖像是由顯示器上許多光點(diǎn)組成的， 將顯示在顯將顯示在顯示器上的這些點(diǎn)（光的單元）稱為像素示器上的這些點(diǎn)（光的單元）稱為像素。不像不像

19、“克克”和和“厘米厘米”那樣是那樣是絕對(duì)的度量單位，可大可小。絕對(duì)的度量單位，可大可小。v點(diǎn)（點(diǎn)（DotDot）和樣點(diǎn)（）和樣點(diǎn)（SampleSample）掃描儀將源圖像看成由大量的網(wǎng)格組掃描儀將源圖像看成由大量的網(wǎng)格組成，然后在每一個(gè)網(wǎng)格里取出一成，然后在每一個(gè)網(wǎng)格里取出一點(diǎn)點(diǎn)，用該點(diǎn)的顏色值來代表這一網(wǎng)格里，用該點(diǎn)的顏色值來代表這一網(wǎng)格里所有點(diǎn)的顏色值，這些被選中的點(diǎn)就是所有點(diǎn)的顏色值，這些被選中的點(diǎn)就是樣點(diǎn)樣點(diǎn)。v 1） 圖像分辨率圖像分辨率v 圖像分辨率：圖像分辨率：是指每英寸圖像含有多少個(gè)點(diǎn)或像素，是指每英寸圖像含有多少個(gè)點(diǎn)或像素， 分辨率的單分辨率的單位為位為dpi。在數(shù)字圖像中，

20、分辨率的大小直接影響到圖像的質(zhì)量。在數(shù)字圖像中，分辨率的大小直接影響到圖像的質(zhì)量。圖像圖像尺寸尺寸分辨率分辨率文件大小文件大小v2） 屏幕分辨率屏幕分辨率v 顯示器上每單位長(zhǎng)度顯示的像素或點(diǎn)的數(shù)量顯示器上每單位長(zhǎng)度顯示的像素或點(diǎn)的數(shù)量稱為稱為屏幕屏幕分辨率。分辨率。通常通常以每英寸點(diǎn)數(shù)以每英寸點(diǎn)數(shù)(dpi)(dpi)來表示來表示。屏幕分辨率取決屏幕分辨率取決于顯示器的大小及其像素設(shè)置。于顯示器的大小及其像素設(shè)置。(VGA)(VGA)v3） 打印機(jī)分辨率打印機(jī)分辨率v 打印機(jī)分辨率打印機(jī)分辨率又稱又稱輸出分辨率輸出分辨率，是指打印機(jī)輸出圖像時(shí)是指打印機(jī)輸出圖像時(shí)每英寸的點(diǎn)數(shù)每英寸的點(diǎn)數(shù)(dpi)

21、。圖像文件格式圖像文件格式 v圖像的一般結(jié)構(gòu)：圖像的一般結(jié)構(gòu)：包含有文件頭、文件體和包含有文件頭、文件體和文件尾等三部分文件尾等三部分v1,BMP位圖格式 最典型的應(yīng)用BMP格式的程序就是Windows的畫筆。文件不壓縮，占用磁盤空間較大，它的顏色存儲(chǔ)格式有 1位、4位、8位及24位，該格式是當(dāng)今應(yīng)用比較廣泛的一種格式。但缺點(diǎn)是該格式文件比較大，所以只能應(yīng)用在單機(jī)上，不受網(wǎng)絡(luò)歡迎。 2、GIF格式 該圖形格式卻在Internet上被廣泛地應(yīng)用，原因主要是256種顏色已經(jīng)較能滿足主頁圖形需要，而且文件較小，適合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境傳輸和使用。 非柵格的圖像標(biāo)準(zhǔn)v3、JPEG格式 可以用不同的壓縮比例對(duì)這種文

22、件壓縮，其壓縮技術(shù)十分先進(jìn)，對(duì)圖像質(zhì)量影響不大，因此可以用最少的磁盤空間得到較好的圖像質(zhì)量。由于它優(yōu)異的性能，所以應(yīng)用非常廣泛，而在Internet上，它更是主流圖形格式。 4、PCX格式 PCX格式是ZSOFT公司在開發(fā)圖像處理軟件Paintbrush時(shí)開發(fā)的一種格式，存儲(chǔ)格式從 1位到24位，它是經(jīng)過壓縮的格式，占用磁盤空間較少。由于該格式出現(xiàn)的時(shí)間較長(zhǎng)，并且具有壓縮及全彩色的能力，所以 PCX格式現(xiàn)在仍是十分流行。 5、PSD格式（Photoshop格式） Adobe公司開發(fā)的圖像處理軟件Photoshop中自建的標(biāo)準(zhǔn)文件格式就是PSD格式，在該軟件所支持的各種格式中，PSD格式存取速度

23、比其它格式快很多，功能也很強(qiáng)大。由于 Photoshop軟件越來越廣泛地應(yīng)用，所以這個(gè)格式也逐步流行起來。PSD格式是Photoshop的專用格式，里面可以存放圖層、通道、遮罩等多種設(shè)計(jì)草稿。 v6、TIFF格式 TIFF格式具有圖形格式復(fù)雜、存儲(chǔ)信息多的特點(diǎn)。3DS、3DS MAX中的大量貼圖就是TIFF格式的。TIFF最大色深為32bit，可采用LZW無損壓縮方案存儲(chǔ)。 7、PNG格式 PNG（Portable Network Graphics）是一種新興的網(wǎng)絡(luò)圖形格式，結(jié)合了GIF和JPEG的優(yōu)點(diǎn)，具有存儲(chǔ)形式豐富的特點(diǎn)。PNG最大色深為48bit，采用無損壓縮方案存儲(chǔ)。著名的Macro

24、media公司的Fireworks的默認(rèn)格式就是PNG。 8、SVG格式(現(xiàn)在最火熱的圖像文件格式) SVG是Scalable Vector Graphics 的首字母縮寫，含義是可縮放的矢量圖形。它是一種開放標(biāo)準(zhǔn)的矢量圖形語言，可讓你設(shè)計(jì)激動(dòng)人心的、高分辨率的 Web圖形頁面。該軟件提供了制作復(fù)雜元素的工具，如漸變、嵌入字體、透明效果、動(dòng)畫和濾鏡效果，并且可使用平常的字體命令插入到HTML編碼中。SVG被開發(fā)的目的是為Web提供分段線性變換v為了突出感興趣的目標(biāo)或灰度區(qū)間，相對(duì)抑制那些不感興趣的灰度區(qū)域，可采用分段線性變換。常用的三段線性變換法如下頁圖所示，其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：概述概述分類分類

25、ffgMyxfbdbyxfbMdMbyxfacayxfadcdayxfyxfacyxg),(),(),(),(),(0),(),(（4-4）分段線性變換概述概述分類分類圖圖 分段線性變換分段線性變換 Mfabdf (x , y)g(x, y)MgcO變換后圖像變換后圖像原始圖像原始圖像變換函數(shù)變換函數(shù)實(shí)例實(shí)例v通過細(xì)心調(diào)整折線拐點(diǎn)的位置及控制分段直線的斜率，可對(duì)任一灰度區(qū)間進(jìn)行擴(kuò)展或壓縮。這種變換適用于在黑色或白色附近有噪聲干擾的情況。分段線性變換概述概述分類分類例例1 1：有一幅有一幅 64646464，8 8級(jí)灰度的圖像，其灰度級(jí)分布級(jí)灰度的圖像，其灰度級(jí)分布及及 對(duì)其實(shí)現(xiàn)直方圖均衡化過程

26、見下表。對(duì)其實(shí)現(xiàn)直方圖均衡化過程見下表。8個(gè)灰度級(jí)個(gè)灰度級(jí)5個(gè)灰度級(jí)個(gè)灰度級(jí)1/7=0.142 2/7=0.286 3/7=0.429 4/7=0.571 5/7=0.714 6/7=0.857 7/7=1Sk=pr(rj)Sk=pr(rj)sk并并sknskpk(s)0.191/7s0=1/77900.190.443/7s1=3/710230.250.655/7s2=5/78500.210.816/7 0.896/7s3=6/79850.240.951 0.981 1.001s4=14480.11rknkpr(rk)=nk/nr0=07900.19r1=1/710230.25r2=2/785

27、00.21r3=3/76560.16r4=4/73290.08r5=5/72450.06r6=6/71220.03810.02r7=1j=0k圖圖 直方圖均衡化處理直方圖均衡化處理 10.250pr(rk)1000.200.150.100.05rk717273747576sk1.00.80.60.40.2717273747576rkps(sk)1717273747576sk0.250.200.150.100.05(a)(b)(c) 原圖像的直方圖 變換函數(shù) 均衡化后的直方圖概念概念性質(zhì)性質(zhì)應(yīng)用應(yīng)用計(jì)算計(jì)算l1 1、利用累積分布函數(shù)作為灰度變換函數(shù)的的方法對(duì)于、利用累積分布函數(shù)作為灰度變換函數(shù)的

28、的方法對(duì)于對(duì)比對(duì)比度較弱的圖像進(jìn)行處理很有效度較弱的圖像進(jìn)行處理很有效。l2 2、由于直方圖是近似的概率密度函數(shù)，所以用離散灰度級(jí)、由于直方圖是近似的概率密度函數(shù)，所以用離散灰度級(jí)作變換一般作變換一般得不到完全平坦的結(jié)果得不到完全平坦的結(jié)果。l3 3、變換后的灰度級(jí)減少了的這種現(xiàn)象叫、變換后的灰度級(jí)減少了的這種現(xiàn)象叫“簡(jiǎn)并簡(jiǎn)并”現(xiàn)象。由現(xiàn)象。由于簡(jiǎn)并現(xiàn)象的存在，于簡(jiǎn)并現(xiàn)象的存在，處理后的灰度級(jí)總是要減少的處理后的灰度級(jí)總是要減少的， 這是這是像素灰度有限的必然結(jié)果。所以像素灰度有限的必然結(jié)果。所以 數(shù)字圖像的直方圖均衡只數(shù)字圖像的直方圖均衡只是近似的。是近似的。定義定義性質(zhì)性質(zhì)應(yīng)用應(yīng)用計(jì)算計(jì)算

29、4.3.2 模板卷積v模板：可以是一幅小圖像，也可以是一個(gè)濾波器，或者說是一個(gè)窗口，通常用矩陣來表示。v模板卷積作用，可實(shí)現(xiàn)圖像平滑、圖像銳化、邊緣檢測(cè)等功能。v注意，模板卷積中的模板又稱為卷積核，卷積核中的元素稱為卷積系數(shù)或模板系數(shù)或加權(quán)系數(shù)，其大小及排列順序決定了對(duì)圖像進(jìn)行鄰域處理的類型。概念概念基本方法基本方法模板卷積的基本步驟：v (1)模板在輸入圖像上移動(dòng)，讓模板原點(diǎn)依次與輸入圖像中的每個(gè)像素重合；v (2)模板系數(shù)與跟模板重合的輸入圖像的對(duì)應(yīng)像素相乘，再將乘積相加；v (3)把結(jié)果賦予輸出圖像，其像素位置與模板原點(diǎn)在輸入圖像上的位置一致。v 假設(shè)模板h有m個(gè)加權(quán)系數(shù)，模板系數(shù)hi對(duì)

30、應(yīng)的圖像像素為pi，則模板卷積可表示為10miiiphz(4-16) 概念概念基本方法基本方法模板卷積示例 圖圖4-11 模板卷積示例模板卷積示例概念概念基本方法基本方法P133 鄰域輸入圖像(行，列)*P5的新值加權(quán)和計(jì)算：H1P1P2P3P4P5P6P7P8P933 卷積核H1H4H7H2H5H8H3H6H9H2P2H3P3H4P4H5P5H6P6H7P7H8P8H9P9卷積中的問題v問題一、圖像邊界問題，卷積核懸掛在圖像的邊界上，部分模板系數(shù)可能在原圖像中找不到與之對(duì)應(yīng)的圖像。概念概念基本方法基本方法原圖像原圖像44444333332222211111333222“”表示無法進(jìn)表示無法進(jìn)

31、行模板操作的像素行模板操作的像素點(diǎn)點(diǎn)1111*1111191卷積核卷積核卷積后的圖像卷積后的圖像v問題一解決方法：v 第一種：忽略圖像邊界數(shù)據(jù)。v 第二種：在圖像四周復(fù)制原圖像邊界像素的值，從而使卷積核懸掛在圖像四周時(shí)可以進(jìn)行正常的計(jì)算。實(shí)際應(yīng)用中，多采用第一種方法。v問題二、是計(jì)算出來的像素值的動(dòng)態(tài)范圍問題。v解決方法： 對(duì)于8位的灰度圖，可簡(jiǎn)單地將其值置為0或255即可。 卷積中的問題概念概念基本方法基本方法模板卷積的問題v模板卷積是一種非常耗時(shí)的運(yùn)算，尤其是模板尺寸較大時(shí)。因此，模板卷積時(shí)模板不宜太大，一般用33或55的模板就可以了。另外，可以設(shè)法將二維模板分解為多個(gè)一維模板，這對(duì)減少運(yùn)

32、算量也是有效的。例如，33高斯模板可以分解為一個(gè)水平模板和一個(gè)垂直模板，即 分解為兩個(gè)模板后，完成一次模板運(yùn)算需要6次乘法、4次加法、1次除法。由此可見，當(dāng)圖像較大時(shí)，模板分解將使運(yùn)算大為簡(jiǎn)化。1214112141121242121161121121161概念概念基本方法基本方法4.3.3鄰域平均法v鄰域平均法的思想：用像素及其指定鄰域內(nèi)像素的平均值或加權(quán)平均值作為該像素的新值，以便去除突變的像素點(diǎn)，從而濾除一定的噪聲。v數(shù)學(xué)含義可用下式表示： 式中： zi是以(x，y)為中心的鄰域像素值； wi是對(duì)每個(gè)鄰域像素的加權(quán)系數(shù)或模板系數(shù)； mn是加權(quán)系數(shù)的個(gè)數(shù)或稱為模板大小。mniimniiiwz

33、wyxg11),(4-17)概念概念基本方法基本方法鄰域平均法常用模板v圖4-12是鄰域平均法中常用的兩個(gè)模板，圖(a)為一個(gè)33 Box模板，圖(b)為一個(gè)33高斯模板，星號(hào)表示模板中心。11111111191(a) 33Box模板 (b) 33高斯模板1212*42121161從平滑效果看，高斯模板比同尺寸的從平滑效果看，高斯模板比同尺寸的Box模板清晰一些。模板清晰一些。通常所說的鄰域平均是指使用通常所說的鄰域平均是指使用Box模板的圖像平滑，而模板的圖像平滑，而高斯平滑則是指使用高斯模板的圖像平滑。高斯平滑則是指使用高斯模板的圖像平滑。概念概念基本方法基本方法v例如，用33 Box模板

34、對(duì)一幅數(shù)字圖像處理結(jié)果，如圖4-18所示（計(jì)算結(jié)果按四舍五入進(jìn)行了調(diào)整，對(duì)邊界像素不進(jìn)行處理）。概念概念基本方法基本方法12143122345768957688567891214313444545695678856789 圖 33Box模板平滑處理示意圖v主要優(yōu)點(diǎn)：算法簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快。v缺點(diǎn)：降低噪聲的同時(shí)使圖像產(chǎn)生模糊，特別在邊緣和細(xì)節(jié)處。而且鄰域越大，在去噪能力增強(qiáng)的同時(shí)模糊程度越嚴(yán)重。對(duì)椒鹽噪聲(在圖像中表現(xiàn)為隨機(jī)分布的黑點(diǎn)和白點(diǎn)，是一種脈沖干擾)的平滑效果并不理想。概念概念基本方法基本方法圖圖 圖像的領(lǐng)域平均法圖像的領(lǐng)域平均法(a) 原始圖像(b) 鄰域平均后的結(jié)果鄰域平均法的改進(jìn)

35、為解決鄰域平均法造成的圖像模糊問題，目前已提出許多保邊緣、細(xì)節(jié)的局部平滑算法。如,閾值法、K鄰點(diǎn)平均法、梯度倒數(shù)加權(quán)平滑法、最大均勻性平滑法、小斜面模型平滑法等.它們的出發(fā)點(diǎn)都集中在如何選擇鄰域的大小、形狀和方向、參加平均的點(diǎn)數(shù)以及鄰域各點(diǎn)的權(quán)重系數(shù)等，下面簡(jiǎn)要介紹一種算法（超限鄰域平均法 ）(a)原圖像 (b) 對(duì)(a)加椒鹽噪聲的圖像(c)33鄰域平滑 (d) 55鄰域平滑 概念概念基本方法基本方法鄰域平均法v可以看到“超限鄰域平均法”比一般鄰域平均法的效果要好，在操作中對(duì)窗口的大小及門限的選擇要慎重，T太小，噪聲消除不干凈；T太大，易使圖像模糊。v 在實(shí)際應(yīng)用中我們一般用33窗口，而且還

36、可以對(duì)鄰域中各個(gè)像素乘以不同的權(quán)重然后再平均，以下給出常用的幾種加權(quán)矩陣。 111111111911H1111211111012H1212421211613H111101111814H概念概念基本方法基本方法 1、 中值濾波原理v中值濾波原理：把以某像素為中心的奇數(shù)點(diǎn)滑動(dòng)窗口內(nèi)的所有像素的灰度按從小到大排序，取排序結(jié)果的中間值作為該像素的灰度值。 是一種非線性的圖像平滑法。v例：采用13窗口進(jìn)行中值濾波 原圖像為：2 2 6 2 1 2 4 4 4 2 4 處理后為： 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4v中值濾波器只是統(tǒng)計(jì)排序?yàn)V波器(OrderStatistics Filters)的一

37、種。統(tǒng)計(jì)排序?yàn)V波器先對(duì)被模板覆蓋的像素按灰度排序，然后取排序結(jié)果某個(gè)值作為輸出結(jié)果。若取最大值，則為最大值濾波器，可用于檢測(cè)圖像中最亮的點(diǎn)。若取最小值，則為最小值濾波器，用于檢測(cè)最暗點(diǎn)。概念概念基本方法基本方法2中值濾波重要性質(zhì)中值濾波重要性質(zhì)v(1) 不影響階躍信號(hào)、斜坡信號(hào)，連續(xù)個(gè)數(shù)小于窗口長(zhǎng)度一半的脈沖受到抑制，三角波信號(hào)頂部變平。v 圖4-13是使用使用內(nèi)含5個(gè)像素的窗口對(duì)離散階躍函數(shù)、斜坡函數(shù)、 脈沖函數(shù)以及三角形函數(shù)進(jìn)行中值濾波和平均值濾波的示例。 可以看出，中值濾波器不影響階躍函數(shù)和斜坡函數(shù)。周期小于m/2（窗口之半）的脈沖受到抑制，另外三角函數(shù)的頂部變平。概念概念基本方法基本方

38、法圖圖4-13 中值濾波和平均值濾波比較中值濾波和平均值濾波比較(a) 階躍；階躍；(b)斜坡；斜坡；(c)單脈沖；單脈沖；(d)雙脈沖；雙脈沖；(e)三脈沖；三脈沖；(f)三角波三角波 左列為原波形左列為原波形中間列為平均中間列為平均 值濾波結(jié)果值濾波結(jié)果右邊為中值右邊為中值 濾波結(jié)果濾波結(jié)果中值濾波重要性質(zhì)中值濾波重要性質(zhì)v(2) 中值濾波的輸出與輸入噪聲的密度分布有關(guān)。對(duì)于高斯噪聲(均值為零的正態(tài)分布的隨機(jī)噪聲)，中值濾波效果不如均值濾波。對(duì)于脈沖噪聲，特別是脈沖寬度小于窗口寬度的一半時(shí)，中值濾波效果較好。v（3) 中值濾波頻譜特性起伏不大，可以認(rèn)為中值濾波后，信號(hào)頻譜基本不變。設(shè)G為輸

39、入信號(hào)頻譜，F(xiàn)為輸出信號(hào)頻譜，定義中值濾波的頻率響應(yīng)特性為 FGH 概念概念基本方法基本方法u100101H(u)實(shí)驗(yàn)得實(shí)驗(yàn)得H與與G的關(guān)系曲線如左圖的關(guān)系曲線如左圖中值濾波窗口形狀與尺寸的選擇中值濾波窗口形狀與尺寸的選擇 常用的中值濾波窗口有線狀、方形、圓形、十字形以及圓環(huán)形等（如圖）。就一般經(jīng)驗(yàn)來講，就一般經(jīng)驗(yàn)來講，對(duì)于有緩變的較長(zhǎng)輪廓線物體的圖像對(duì)于有緩變的較長(zhǎng)輪廓線物體的圖像，采用方采用方形或圓形窗口為宜形或圓形窗口為宜。對(duì)于包含有尖頂角物體的圖像，用十字形對(duì)于包含有尖頂角物體的圖像，用十字形窗口。窗口。 窗口大小則以不超過圖像中最小有效物體的尺寸為宜。如果圖窗口大小則以不超過圖像中最

40、小有效物體的尺寸為宜。如果圖像中點(diǎn)、線、尖角細(xì)節(jié)較多，則不宜采用中值濾波。像中點(diǎn)、線、尖角細(xì)節(jié)較多，則不宜采用中值濾波。概念概念基本方法基本方法平滑方法實(shí)驗(yàn) 圖4-14所示圖像平滑實(shí)驗(yàn)，圖中平滑模板均采用5*5的模板。 表明，對(duì)于椒鹽噪聲，中值濾波能在去除噪聲的同時(shí)較好地保持圖像邊緣，而Box模板和高斯模板的鄰域平均效果都不佳。對(duì)于高斯噪聲，鄰域平均法尤其是高斯平滑效果更為理想。概念概念基本方法基本方法第5章 圖像分割與邊緣檢測(cè)5.4.3 5.4.3 輪廓跟蹤輪廓跟蹤 輪廓跟蹤就是順序找出邊界點(diǎn)，不僅可以跟蹤出邊界，輪廓跟蹤就是順序找出邊界點(diǎn)，不僅可以跟蹤出邊界，還可以同時(shí)記錄邊界信息，如生成

41、邊界鏈碼，為圖像分析還可以同時(shí)記錄邊界信息，如生成邊界鏈碼，為圖像分析做準(zhǔn)備。做準(zhǔn)備。下面介紹一種二值圖像的輪廓跟蹤算法。下面介紹一種二值圖像的輪廓跟蹤算法。輪廓跟蹤可以基于輪廓跟蹤可以基于4方向碼和方向碼和8方向碼。但對(duì)于大多數(shù)方向碼。但對(duì)于大多數(shù)區(qū)域，不一定存在封閉的區(qū)域，不一定存在封閉的4連通輪廓，會(huì)導(dǎo)致基于連通輪廓，會(huì)導(dǎo)致基于4方向碼方向碼的輪廓跟蹤失敗。因此，的輪廓跟蹤失敗。因此，常用基于常用基于8方向碼的輪廓跟蹤方向碼的輪廓跟蹤。假。假設(shè)需要處理的圖像為二值圖像，且圖像中只有一個(gè)連通的設(shè)需要處理的圖像為二值圖像，且圖像中只有一個(gè)連通的目標(biāo)區(qū)域，則輪廓跟蹤算法如下。目標(biāo)區(qū)域，則輪廓跟

42、蹤算法如下。第5章 圖像分割與邊緣檢測(cè)圖圖5-18 輪廓跟蹤的方向碼輪廓跟蹤的方向碼 第5章 圖像分割與邊緣檢測(cè)步驟步驟1 首先從上到下、從左到右順序掃描圖像，首先從上到下、從左到右順序掃描圖像，尋找尋找第一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)作為邊界跟蹤的起始點(diǎn)，記為第一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)作為邊界跟蹤的起始點(diǎn)，記為A。A點(diǎn)一定是點(diǎn)一定是最左角上的邊界點(diǎn)，其相鄰的邊界點(diǎn)只可能出現(xiàn)在它的左最左角上的邊界點(diǎn)，其相鄰的邊界點(diǎn)只可能出現(xiàn)在它的左下、下、右下、右四個(gè)鄰點(diǎn)中。下、下、右下、右四個(gè)鄰點(diǎn)中。定義一個(gè)搜索方向變量定義一個(gè)搜索方向變量dir，用于記錄從當(dāng)前邊界點(diǎn)搜索下，用于記錄從當(dāng)前邊界點(diǎn)搜索下一個(gè)相鄰邊界點(diǎn)時(shí)所用的搜索方向碼。一個(gè)相

43、鄰邊界點(diǎn)時(shí)所用的搜索方向碼。dir初始化為：初始化為：(1) 對(duì)基于對(duì)基于4方向的輪廓跟蹤，方向的輪廓跟蹤，dir=3，即從方向，即從方向3開始搜開始搜索與索與A相鄰的下一個(gè)邊界點(diǎn)。相鄰的下一個(gè)邊界點(diǎn)。(2) 對(duì)基于對(duì)基于8方向的輪廓跟蹤，方向的輪廓跟蹤，dir=5，即從方向，即從方向5開始搜開始搜索與索與A相鄰的下一個(gè)邊界點(diǎn)。相鄰的下一個(gè)邊界點(diǎn)。第5章 圖像分割與邊緣檢測(cè)步驟步驟2 把上一次搜索到的邊界點(diǎn)作為當(dāng)前邊界點(diǎn)，在把上一次搜索到的邊界點(diǎn)作為當(dāng)前邊界點(diǎn)，在其其33鄰域內(nèi)按逆時(shí)針方向搜索新的邊界點(diǎn)，鄰域內(nèi)按逆時(shí)針方向搜索新的邊界點(diǎn)，它的起始搜它的起始搜索方向設(shè)定如下：索方向設(shè)定如下：(1

44、) 對(duì)基于對(duì)基于4方向的輪廓跟蹤，使方向的輪廓跟蹤，使dir=(dir + 3) mod 4，即將上一個(gè)邊界點(diǎn)到當(dāng)前邊界點(diǎn)的搜索方向即將上一個(gè)邊界點(diǎn)到當(dāng)前邊界點(diǎn)的搜索方向dir順時(shí)針旋轉(zhuǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)方向；一個(gè)方向；(2) 對(duì)基于對(duì)基于8方向的輪廓跟蹤，若上次搜索到邊界點(diǎn)的方方向的輪廓跟蹤，若上次搜索到邊界點(diǎn)的方向向dir為奇數(shù)，則使為奇數(shù)，則使dir=(dir + 6) mod 8，即將上次的搜索方，即將上次的搜索方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)兩個(gè)方向；若向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)兩個(gè)方向；若dir為偶數(shù)，則使為偶數(shù)，則使dir=(dir + 7) mod 8，即將上次的搜索方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)方向。，即將上次的搜索方向順

45、時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)方向。第5章 圖像分割與邊緣檢測(cè)步驟步驟3 如果搜索到的邊界點(diǎn)就是第一個(gè)邊界點(diǎn)如果搜索到的邊界點(diǎn)就是第一個(gè)邊界點(diǎn)A，則停，則停止搜索，結(jié)束跟蹤，否則重復(fù)步驟止搜索，結(jié)束跟蹤，否則重復(fù)步驟2繼續(xù)搜索。繼續(xù)搜索。由依次搜索到的邊界點(diǎn)系列就構(gòu)成了被跟蹤的邊界。由依次搜索到的邊界點(diǎn)系列就構(gòu)成了被跟蹤的邊界。步驟步驟1中所采用的準(zhǔn)則稱為中所采用的準(zhǔn)則稱為“探測(cè)準(zhǔn)則探測(cè)準(zhǔn)則”，其作用是找出第，其作用是找出第一個(gè)邊界點(diǎn)；步驟一個(gè)邊界點(diǎn)；步驟2中所采用的準(zhǔn)則稱為中所采用的準(zhǔn)則稱為“跟蹤準(zhǔn)則跟蹤準(zhǔn)則”，其，其作用是找出所有邊界點(diǎn)。作用是找出所有邊界點(diǎn)。上述算法是輪廓跟蹤的基本算法，它無法處理圖像中的

46、上述算法是輪廓跟蹤的基本算法，它無法處理圖像中的孔洞邊界，得到的輪廓是目標(biāo)區(qū)域的內(nèi)邊界孔洞邊界，得到的輪廓是目標(biāo)區(qū)域的內(nèi)邊界(邊界點(diǎn)屬于目邊界點(diǎn)屬于目標(biāo)區(qū)域標(biāo)區(qū)域)。對(duì)于區(qū)域標(biāo)記后的圖像，可以使用該算法跟蹤多。對(duì)于區(qū)域標(biāo)記后的圖像，可以使用該算法跟蹤多個(gè)區(qū)域的邊界。個(gè)區(qū)域的邊界。第七章 圖像編碼與壓縮 哈夫曼編碼哈夫曼編碼的的一般算法一般算法如下： （1） 首先首先統(tǒng)計(jì)信源中各符號(hào)出現(xiàn)的概率，統(tǒng)計(jì)信源中各符號(hào)出現(xiàn)的概率， 從大到小排序。從大到小排序。 （2） 把把最小的兩個(gè)概率相加合并成新的概率，最小的兩個(gè)概率相加合并成新的概率， 與剩余的概與剩余的概率組成新的概率集合。率組成新的概率集合。

47、（3） 對(duì)新的對(duì)新的概率集合重新排序概率集合重新排序， 再次把其中最小的兩個(gè)再次把其中最小的兩個(gè)概率相加，概率相加， 組成新的概率集合。重復(fù)組成新的概率集合。重復(fù)(2) ， 直到最后兩個(gè)概率直到最后兩個(gè)概率的和為的和為1。 （4） 分配碼字。分配碼字。碼字分配從最后一步開始碼字分配從最后一步開始反向進(jìn)行反向進(jìn)行， 對(duì)于對(duì)于每次相加的兩個(gè)概率，給每次相加的兩個(gè)概率，給大的賦大的賦“0”， 小的賦小的賦“1”（也可以全（也可以全部相反，部相反， 如果兩個(gè)概率相等，如果兩個(gè)概率相等， 則從中任選一個(gè)賦則從中任選一個(gè)賦“0”， 另一另一個(gè)賦個(gè)賦“1”即可），即可）， 讀出時(shí)讀出時(shí)從最后一步開始反向進(jìn)行

48、，從最后一步開始反向進(jìn)行，將路線上將路線上所遇到的所遇到的“0”和和“1”按最低位到最高位的順序排好，就是該符按最低位到最高位的順序排好，就是該符號(hào)的哈夫曼編碼。號(hào)的哈夫曼編碼。 第七章 圖像編碼與壓縮 例例6-1 設(shè)一幅灰度級(jí)為設(shè)一幅灰度級(jí)為8（分別用（分別用S0、S1、S2、S3、S4、S5、 S6、S7表示）的圖像中，各灰度所對(duì)應(yīng)的概率分別為表示）的圖像中，各灰度所對(duì)應(yīng)的概率分別為0.40、0.18、 0.10、 0.10、 0.07、 0.06、 0.05、0.04?，F(xiàn)對(duì)其進(jìn)行哈夫曼編碼?，F(xiàn)對(duì)其進(jìn)行哈夫曼編碼 編碼過程如下所示，（編碼過程如下所示，（方法一方法一）1S00.400.18

49、0.100.100.070.060.050.040.090.130.190.230.370.601.00011111100000010010110000010001010001000011碼 字信 源 符 號(hào)出 現(xiàn) 概 率S1S2S3S4S5S6S7第七章 圖像編碼與壓縮 （方法二方法二）用二叉樹方法實(shí)現(xiàn)）用二叉樹方法實(shí)現(xiàn)HuffmanHuffman。 思考對(duì)于同一圖像采用思考對(duì)于同一圖像采用HuffmanHuffman編碼，編碼是否編碼，編碼是否唯一？唯一？S0:0S1:110 S2:100S3:1111S4:1011S5:1010S6:11101S7:111000.13S5 0.06S4

50、0.07S2 0.10.23S0 0.400.09S6 0.05S7 0.04S3 0.10.19S1 0.180.370.60100000001111111第七章 圖像編碼與壓縮 上述哈夫曼編碼方法形成的碼字是上述哈夫曼編碼方法形成的碼字是可識(shí)別的可識(shí)別的，即，即能夠保證一能夠保證一個(gè)符號(hào)的碼字不會(huì)與另一個(gè)符號(hào)的碼字的前幾位相同個(gè)符號(hào)的碼字不會(huì)與另一個(gè)符號(hào)的碼字的前幾位相同。反之，。反之，如果如果S0的碼字為的碼字為1，S1的碼字為的碼字為001，而，而S2的碼字為的碼字為0011，則當(dāng)編，則當(dāng)編碼序列中出現(xiàn)碼序列中出現(xiàn)0011時(shí)，會(huì)出現(xiàn)怎樣的情況？時(shí)，會(huì)出現(xiàn)怎樣的情況？ 就不能判別它是就不能判別它是S2的碼字還是的碼字還是S1的碼字的碼字 后面跟了一個(gè)后面跟了一個(gè)S0的碼字的碼字1。 下面來看一下哈夫曼編碼的編碼效率。下面來看一下哈夫曼編碼的編碼效率。 平均碼長(zhǎng)平均碼長(zhǎng)R為為 61. 204. 0505. 0506. 0407. 0410. 0410. 0318. 0340. 011NkkkPBR第七章 圖像編碼與壓縮 數(shù)字圖像的熵?cái)?shù)字圖像的熵H為為 55. 2)04. 0104. 005. 0105. 006. 0106. 007. 0107. 01