賈永紅數(shù)字圖像處理cha

第二章基本概念賈永紅武漢大學(xué)賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!第二章講解內(nèi)容

1.圖像數(shù)字化概念、數(shù)字化參數(shù)對(duì)圖像質(zhì)量的影響、數(shù)字化器性能評(píng)價(jià)2.圖像灰度直方圖的基本概念、計(jì)算、性質(zhì)及其應(yīng)用3.數(shù)字圖像處理算法形式與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4.圖像圖像文件格式與特征重點(diǎn)：圖像數(shù)字化、圖像灰度直方圖和圖像文件BMP格式難點(diǎn)：圖像數(shù)字化、直方圖應(yīng)用、圖像分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)教學(xué)法：靈活應(yīng)用示例法、啟發(fā)式、提問(wèn)法等目的：

1.熟悉本章基本概念和圖像處理算法形式，了解圖像的特征；2.重點(diǎn)掌握?qǐng)D像數(shù)字化圖像灰度直方圖的基本概念及應(yīng)用、圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與特征賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!2.2成象模型f(x，y)---理想成像面坐標(biāo)點(diǎn)（x，y）的亮度i(x，y)---照度分量r(x，y)---反射分量，則

f(x，y)＝i(x，y)×r(x，y)

其中：0<i(x，y)<∞，0<r(x，y)<1

3-D客觀場(chǎng)景到2-D成像平面的中心投影。物方點(diǎn)空間坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)的像方點(diǎn)坐標(biāo)滿(mǎn)足幾何透視變換關(guān)系（共線條件）。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!2.3圖像數(shù)字化

圖像數(shù)字化是將一幅畫(huà)面轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能處理的形式——數(shù)字圖像的過(guò)程。

模擬圖像

數(shù)字圖像正方形點(diǎn)陣具體來(lái)說(shuō)，就是把一幅圖畫(huà)分割成如圖2.3.1所示的一個(gè)個(gè)小區(qū)域（像元或像素），并將各小區(qū)域灰度用整數(shù)來(lái)表示，形成一幅點(diǎn)陣式的數(shù)字圖像。它包括采樣和量化兩個(gè)過(guò)程。像素的位置和灰度就是像素的屬性。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!2.3.2量化

經(jīng)采樣圖像被分割成空間上離散的像素，但其灰度是連續(xù)的，還不能用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。將像素灰度轉(zhuǎn)換成離散的整數(shù)值的過(guò)程叫量化。

表示像素明暗程度的整數(shù)稱(chēng)為像素的灰度級(jí)（或灰度值或灰度）。

一幅數(shù)字圖像中不同灰度級(jí)的個(gè)數(shù)稱(chēng)為灰度級(jí)數(shù)，用G表示。

采樣方式:有縫、無(wú)縫和重迭賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!

數(shù)字圖像根據(jù)灰度級(jí)數(shù)的差異可分為：黑白圖像、灰度圖像和彩色圖像。黑白圖像

圖像的每個(gè)像素只能是黑或白，沒(méi)有中間的過(guò)渡，故又稱(chēng)為二值圖像。二值圖像的像素值為0或1。例如賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!2.3.3量化參數(shù)與數(shù)字化圖像間的關(guān)系

數(shù)字化方式可分為均勻采樣、量化和非均勻采樣、量化。所謂“均勻”，指的是采樣、量化為等間隔方式。圖像數(shù)字化一般采用均勻采樣和均勻量化方式。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)豐富的地方，采樣間距小，否則間距大。非均勻量化是對(duì)圖像層次少的區(qū)域采用間隔大量化，而對(duì)圖像層次豐富的區(qū)域采用間隔小量化。采用非均勻采樣與量化，均會(huì)使問(wèn)題復(fù)雜化，因此很少采用。

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!3.清晰度由圖像邊緣灰度變化的速度來(lái)描述。4.分解力或分辨率賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!量化等級(jí)越多，所得圖像層次越豐富，灰度分辨率高，圖像質(zhì)量好，但數(shù)據(jù)量大；

量化等級(jí)越少，圖像層次欠豐富，灰度分辨率低，會(huì)出現(xiàn)假輪廓現(xiàn)象，圖像質(zhì)量變差，但數(shù)據(jù)量小。但在極少數(shù)情況下對(duì)固定圖像大小時(shí)，減少灰度級(jí)能改善質(zhì)量，產(chǎn)生這種情況的最可能原因是減少灰度級(jí)一般會(huì)增加圖像的對(duì)比度。例如對(duì)細(xì)節(jié)比較豐富的圖像數(shù)字化。

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!二、掃描儀工作原理掃描儀是圖像輸入的常用設(shè)備。其工作步驟是:1.將欲掃描的原稿正面朝下鋪在掃描儀的玻璃板上;2.啟動(dòng)掃描儀驅(qū)動(dòng)程序后，安裝在掃描儀內(nèi)部的可移動(dòng)光源通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在控制電路的控制下帶動(dòng)裝著光學(xué)系統(tǒng)和CCD的掃描頭與圖稿進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成掃描。3.照射到原稿上的光線經(jīng)反射后穿過(guò)一個(gè)很窄的縫隙，形成橫向光帶，又經(jīng)過(guò)一組反光鏡，由光學(xué)透鏡聚焦并進(jìn)入分光鏡，經(jīng)過(guò)棱鏡和紅綠藍(lán)三色濾色鏡得到的RGB三條彩色光帶，分別照到各自的CCD上，CCD將RGB光帶轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電子信號(hào)，該信號(hào)又被A/D變換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電子信號(hào)。4.將數(shù)字電子信號(hào)傳送至計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)起來(lái)。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!鼓式掃描儀

又稱(chēng)為滾筒式掃描儀。鼓式掃描儀是專(zhuān)業(yè)印刷排版領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品。滾筒式掃描儀的結(jié)構(gòu)特殊，它的工作原理是把原圖貼放在一個(gè)有機(jī)玻璃滾筒上，讓滾筒以一定的速率圍繞一個(gè)光電系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，探頭中的亮光源發(fā)射出的光線通過(guò)細(xì)小的錐形光圈照射在原圖上，一個(gè)像素一個(gè)像素地進(jìn)行采樣。

這種掃描儀的光學(xué)分辨率高、色深高、動(dòng)態(tài)范圍寬，而且輸出的圖像普遍具有色彩還原逼真、陰影區(qū)細(xì)節(jié)豐富、放大效果優(yōu)良等特點(diǎn)。但它的體積大，價(jià)格也很高。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!圖像數(shù)字化器的性能評(píng)價(jià)項(xiàng)目項(xiàng)目?jī)?nèi)容空間分辨率單位尺寸能夠采樣的像素?cái)?shù)。由采樣孔徑與間距的大小和可變范圍決定?；?色)度分辨率量化為多少等級(jí)(位深度),顏色數(shù)(色深度)圖像大小儀器允許掃描的最大圖幅量測(cè)特征數(shù)字化器所測(cè)量和量化的實(shí)際物理參數(shù)及精度掃描速度采樣數(shù)據(jù)的傳輸速度噪聲數(shù)字化器的噪聲水平(應(yīng)當(dāng)使噪聲小于圖像內(nèi)的反差)其他黑白/彩色，價(jià)格,操作性能等

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!灰度圖像的直方圖賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!0132132105762567160635122675365032272416225627601232121231231221v0=5/64v1=12/64v2=18/64v3=8/64v4=1/64v5=5/64v6=8/64v7=5/64ivi二、計(jì)算

該圖像像元總數(shù)為8*8=64,

i=[0,7]賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!2.4.3直方圖的應(yīng)用①用于判斷圖像量化是否恰當(dāng)

(a)恰當(dāng)量化(b)未能有效利用(c)超過(guò)了動(dòng)態(tài)范圍圖2.4.4直方圖用于判斷量化是否恰當(dāng)②用于確定圖像二值化的閾值

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!③當(dāng)影像上目標(biāo)的灰度值比其它部分灰度值大或者灰度區(qū)間已知時(shí)，可利用直方圖統(tǒng)計(jì)圖像中物體的面積。

A=(2.4-3)④計(jì)算圖像信息量H（熵）

（2.4-4）

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!2.5.2圖像處理的幾種具體算法1.局部處理

鄰域

對(duì)于任一像素（i，j），該像素周?chē)南袼貥?gòu)成的集合{（i+p,j+q），p、q取合適的整數(shù)}，叫做該像素的鄰域。如圖2.5.2（a）。

常用的鄰域如圖2.5.2（b）、(c),分別表示中心像素的4-鄰域、8-鄰域。

圖2.5.2像素的鄰域賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!例如對(duì)一幅圖象采用3×3模板進(jìn)行卷積運(yùn)算。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!

大局處理

在局部處理中，輸出像素JP(i,j)的值取決于輸入圖像大范圍或全部像素的值，這種處理稱(chēng)為大局處理。如圖２5.6。其計(jì)算表達(dá)式為：圖2.5.6大局處理

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!4.位置不變處理和位置可變處理輸出像素JP(i，j)的值的計(jì)算方法與像素的位置(i，j)無(wú)關(guān)的處理稱(chēng)為位置不變處理或位移不變處理。隨位置不同計(jì)算方法也不同的處理稱(chēng)為位置可變處理或位移可變處理。5.窗口處理和模板處理對(duì)圖像的處理，一般采用對(duì)整個(gè)畫(huà)面進(jìn)行處理，但也有只對(duì)畫(huà)面中特定的部分進(jìn)行處理的情況。這種處理方式的代表有窗口處理和模板處理。圖2.5.8窗口處理單獨(dú)對(duì)圖像中選定的矩形區(qū)域內(nèi)的像素進(jìn)行處理的方式叫做窗口處理

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!2.6圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與特征

2.6.1圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.組合方式組合方式是一個(gè)字長(zhǎng)存放多個(gè)像素灰度值的方式。它能起到節(jié)省內(nèi)存的作用，但導(dǎo)致計(jì)算量增加，使處理程序復(fù)雜。解壓壓縮組合方式圖像處理賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!錐形結(jié)構(gòu)是對(duì)2k×2k個(gè)像素形成的圖像，看成是分辨率不同的k+1幅圖像的層次集合，即20×20→2k×2k。但20×20不具有反映輸入圖像的信息。如圖2.6.1所示，從輸入圖像I0開(kāi)始，依序產(chǎn)生像素?cái)?shù)縱橫都按1/2遞減的一幅一幅的圖像I1，I2，…Ik。此時(shí)，作為圖像Ii的各像素的值，就是它前一個(gè)圖像Ii-1的相應(yīng)的2×2像素的平均值(一般采用平均值，但也可以采用能表示2×2像素的性質(zhì)的某個(gè)值)確定。

3.分層結(jié)構(gòu)由原始圖像開(kāi)始依次構(gòu)成像素?cái)?shù)愈來(lái)愈少的一幅幅圖像，就能使數(shù)據(jù)表示具有分層性，其代表有錐形(金字塔)結(jié)構(gòu)。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!5.多重圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在獲取的彩色圖像（紅、綠、蘭）或多波段圖像中，每個(gè)像素包含著多個(gè)圖像的信息。對(duì)這類(lèi)圖像數(shù)據(jù)的處理，以多譜圖像為例，有下列三種存儲(chǔ)方式：①逐波段存儲(chǔ)，分波段處理時(shí)采用；②逐行存儲(chǔ)，行掃描記錄設(shè)備采用；③逐像素存儲(chǔ)，用于分類(lèi)。

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!

1)位圖文件頭BITMAPFILEHEADER它的結(jié)構(gòu)如下：

typedefstructtagBITMAPFILEHEADER{

WORDbfType;/*指定文件類(lèi)型，必須是0x424D，即字符串“BM”*/DWORDbfSize;/*指定文件大小*/WORDbfReserved1;為/*保留字*/WORDbfReserved2;/*保留字*/DWORDbfOffBits;為/*文件頭到實(shí)際的位圖數(shù)據(jù)的偏移字節(jié)數(shù)

*/}BITMAPFILEHEADER,FAR*LPBITMAPFILEHEADER;該結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度是固定的，為14個(gè)字節(jié)。2）位圖信息頭BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為40個(gè)節(jié)，其結(jié)構(gòu)如下：

typedefstructtagBITMAPINFOHEADER{

DWORDbfSize;/*指定這個(gè)結(jié)構(gòu)的大小，為40個(gè)字節(jié)

LONGbiWidth;/*指定圖像的寬度，單位是像素

LONGbiHeight;/*指定圖像的高度，單位是像素；

WORDbiPlanes;/*必須是1WORDbiBitCount;/*指定表示顏色位數(shù)，1(黑白)8（256色）、24（真彩色）

DWORDbiCompression;/*指定是否壓縮,分別為BI_RGB、BI_RLE4、BI_RLE8DWORDbiSizeImage;/*指定實(shí)際的位圖數(shù)據(jù)占用的字節(jié)數(shù)。

LONGbiXPelsPerMeter;/*指定目標(biāo)設(shè)備的水平分辨率

LONGbiYPersPerMeter;/*指定目標(biāo)設(shè)備的垂直分辨率

DWORDbiClrUsed;/*指定本圖像實(shí)際用到的顏色數(shù)

DWORDbiClrImportant;/*指定本圖像中重要的顏色數(shù)

}BITMAPINFOHEADER,FAR*LPBITMAPINFOHEADER;

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!對(duì)于2色位圖，用1位就可以表示該像素的顏色，因此一個(gè)字節(jié)可以表示8個(gè)像素；

對(duì)于16色位圖，用4位可以表示一個(gè)像素的顏色，所以1個(gè)字節(jié)可以表示2個(gè)像素；

對(duì)于256色位圖，一個(gè)字節(jié)剛好表示一個(gè)像素；

a）位圖是1，4，8位時(shí)，有調(diào)色板。RGB賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!2.7圖像的特征1．圖像的特征1）自然特征①光譜特征②幾何特征③時(shí)相特征

2）人工特征①直方圖特征②灰度邊緣特征③線、角點(diǎn)、紋理特征賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!圖2.6.3圖像的特征提取

2．特征提取獲取圖像特征信息的操作稱(chēng)作特征提取。它作為模式識(shí)別、圖像理解或信息量壓縮的基礎(chǔ)是很重要的。通過(guò)特征提取，可以獲得特征構(gòu)成的圖像（稱(chēng)作特征圖像）和特征參數(shù)。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!2.3.1采樣

將空間上連續(xù)的圖像變換成離散點(diǎn)的操作稱(chēng)為采樣。采樣間隔和采樣孔徑的大小是兩個(gè)很重要的參數(shù)。

當(dāng)對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)際的抽樣時(shí)，怎樣選擇各抽樣點(diǎn)的間隔是個(gè)非常重要的問(wèn)題。關(guān)于這一點(diǎn)，圖像包含何種程度的細(xì)微的濃淡變化，取決于希望忠實(shí)反映圖像的程度。

不同形狀的采樣孔徑賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!一般來(lái)說(shuō)，，g就是表示存儲(chǔ)圖像像素灰度值所需的比特位數(shù)。若一幅數(shù)字圖像的量化灰度級(jí)數(shù)G=256=28級(jí)，灰度取值范圍一般是0~255的整數(shù)，由于用8bit就能表示灰度圖像像素的灰度值，因此常稱(chēng)8bit量化。從視覺(jué)效果來(lái)看，采用大于或等于6比特位量化的灰度圖像，視覺(jué)上就能令人滿(mǎn)意。

一幅大小為M×N、灰度級(jí)數(shù)為G的圖像所需的存儲(chǔ)空間，即圖像的數(shù)據(jù)量，大小為

M×N×g（bit）灰度級(jí)數(shù)就代表一幅數(shù)字圖像的層次。圖像數(shù)據(jù)的實(shí)際層次越多視覺(jué)效果就越好。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!灰度圖像灰度圖像是指灰度級(jí)數(shù)大于2的圖像。但它不包含彩色信息。彩色圖像

彩色圖像是指每個(gè)像素由R、G、B分量構(gòu)成的圖像，其中R、B、G是由不同的灰度級(jí)來(lái)描述。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!圖像的質(zhì)量1.平均亮度

2.對(duì)比度是指一幅圖象中灰度反差的大小。

對(duì)比度=最大亮度/最小亮度賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!一般來(lái)說(shuō)，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(guó)際棋盤(pán)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)量大。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!2.3.4數(shù)字化器

數(shù)字化器必須能夠?qū)D像劃分為若干像素并分別給它們地址，能夠度量每一像素的灰度并量化為整數(shù)，能夠?qū)⑦@些整數(shù)寫(xiě)入存儲(chǔ)設(shè)備。一、數(shù)字化器組成A．采樣孔：保證單獨(dú)觀測(cè)特定的像素而不受其它部分的影響。B．圖像掃描機(jī)構(gòu)：使采樣孔按預(yù)先確定的方式在圖像上移動(dòng)。C．光傳感器：通過(guò)采樣孔測(cè)量圖像的每一個(gè)像素的亮度。D．量化器：將傳感器輸出的連續(xù)量轉(zhuǎn)化為整數(shù)值。E．輸出存儲(chǔ)體：將像素灰度值存儲(chǔ)起來(lái)。它可以是固態(tài)存儲(chǔ)器，或磁盤(pán)等。常用的數(shù)字化器是掃描儀、數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)。

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!掃描儀的類(lèi)型有很多種，按掃描儀所掃描對(duì)象來(lái)劃分，可分為反射式和透射式兩種。根據(jù)其組成結(jié)構(gòu)，掃描儀可分為手持式、平板式和滾筒式等幾種。手持式掃描儀這種掃描儀誕生于1987年，是當(dāng)年使用比較廣泛的掃描儀品種，最大掃描寬度為105mm，用手推動(dòng)，完成掃描工作，也有個(gè)別產(chǎn)品采用電動(dòng)方式在紙面上移動(dòng)，稱(chēng)為自走式掃描儀。手持式掃描儀掃描幅面太窄，難于操作和捕獲精確圖像，掃描效果也很差。1995~1996年，各掃描儀廠家相繼停止生產(chǎn)這一產(chǎn)品，手持式掃描儀退出了歷史的舞臺(tái)賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!平臺(tái)式掃描儀又稱(chēng)平板式掃描儀、臺(tái)式掃描儀，這種掃描儀誕生于1984年，是目前掃描儀的主流產(chǎn)品。它的掃描區(qū)域?yàn)橐粔K透明的平板玻璃，將原圖放在這塊玻璃平板上，光源系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作水平移動(dòng)，發(fā)射出的光線照射在原圖上，經(jīng)反射或透射后，由接收系統(tǒng)接收并生成模擬信號(hào)，再通過(guò)A／D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，直接傳送到電腦，由電腦進(jìn)行相應(yīng)的處理，完成掃描過(guò)程。平板式掃描儀的掃描速度、精度、質(zhì)量很好，已得到了很好的普及。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!2.4圖像灰度直方圖

2.4.1概念一、定義

灰度直方圖反映的是一幅圖像中各灰度級(jí)像素出現(xiàn)的頻率。以灰度級(jí)為橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為灰度級(jí)的頻率，繪制頻率同灰度級(jí)的關(guān)系圖就是灰度直方圖。它是圖像的一個(gè)重要特征，反映了圖像灰度分布的情況。下圖是一幅圖像的灰度直方圖。

頻率的計(jì)算式為

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!彩色圖像的分波段直方圖賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!2.4.2直方圖的性質(zhì)①灰度直方圖只能反映圖像的灰度分布情況，而不能反映圖像像素的位置,即丟失了像素的位置信息。②一幅圖像對(duì)應(yīng)唯一的灰度直方圖，反之不成立。不同的圖像可對(duì)應(yīng)相同的直方圖。圖2.4.2給出了一個(gè)不同的圖像具有相同直方圖的例子。圖2.4.2不同的圖像具有相同直方圖③一幅圖像分成多個(gè)區(qū)域，多個(gè)區(qū)域的直方圖之和即為原圖像的直方圖。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!具有二峰性的灰度圖象賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!2.5圖像處理算法的形式

2.5.1圖像處理基本功能的形式按圖像處理的輸出形式，圖像處理的基本功能可分為三種形式。1）單幅圖像→單幅圖像,如圖2.5.1(a)。

2）多幅圖像→單幅圖像,如圖2.5.1(b)。3）單（或多）幅圖像→數(shù)字或符號(hào)等，如圖2.5.1(c)。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!局部處理對(duì)輸入圖像IP（i,j）處理時(shí)，某一輸出像素JP(i,j)值由輸入圖像像素（i,j)及其鄰域N(IP(i,j))中的像素值確定。這種處理稱(chēng)為局部處理。

局部處理的計(jì)算表達(dá)式為

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!點(diǎn)處理

在局部處理中，當(dāng)輸出值JP(i,j)僅與IP(i,j)有關(guān)，則稱(chēng)為點(diǎn)處理，如圖2.5.5。點(diǎn)處理的計(jì)算表達(dá)式為：圖2.5.5點(diǎn)處理

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!2.迭代處理反復(fù)對(duì)圖像進(jìn)行某種運(yùn)算直至滿(mǎn)足給定的條件，從而得到輸出圖像的處理形式稱(chēng)為迭代處理。如2.5.7圖像的細(xì)化處理過(guò)程。

3.跟蹤處理

選擇滿(mǎn)足適當(dāng)條件的像素作為起始像素，檢查輸入圖像和已得到的輸出結(jié)果，求出下一步應(yīng)該處理的像素，進(jìn)行規(guī)定的處理，然后決定是繼續(xù)處理下面的像素，還是終止處理。這種處理形式稱(chēng)為跟蹤處理。

賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!任意形狀的區(qū)域；模板平面：一個(gè)和處理圖像相同大小的二維數(shù)組，用來(lái)存儲(chǔ)模板信息。一般是一幅二值圖像；模板處理：邊參照模板平面邊對(duì)圖象進(jìn)行某種操作。

希望單獨(dú)處理任意形狀的區(qū)域時(shí)，可采用模板處理。若模板成矩形區(qū)域，則與窗口處理具有相同的效果，但窗口處理與模板處理不同之處是后者必須設(shè)置一個(gè)模板平面。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!2.比特面方式按比特位存取像素，即將所有像素的相同比特位用一個(gè)二維數(shù)組表示，形成比特面。n個(gè)比特位的灰度圖像采用比特面方式存取就有n個(gè)比特面。這種結(jié)構(gòu)能充分利用內(nèi)存空間，便于比特面之間的邏輯運(yùn)算，但對(duì)灰度圖像處理耗時(shí)多。

n-1210賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!處理具有這種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)時(shí)，首先對(duì)像素?cái)?shù)少的圖像進(jìn)行處理，然后根據(jù)需要，進(jìn)到下面的像素?cái)?shù)多的圖像的對(duì)應(yīng)位置，使用較豐富的信息進(jìn)行處理。同只對(duì)原始圖像進(jìn)行處理的場(chǎng)合相比，這種先對(duì)粗圖像進(jìn)行處理，并限定應(yīng)該仔細(xì)進(jìn)行處理的范圍，再進(jìn)行精處理的方法，可使處理的效率得到提高。4.樹(shù)結(jié)構(gòu)

對(duì)于如圖所示的一幅二值圖像的行、列接連不斷地二等分，如果圖像被分割部分中的全體像素都變成具有相同的特征時(shí)，這一部分則不再分割。

用這種方法，可以把圖像用樹(shù)結(jié)構(gòu)(4叉樹(shù))表示。這可以用在特征提取和信息壓縮等方面。賈永紅數(shù)字圖像處理cha共51頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!2.6.2圖像文件格式

按不同的方式進(jìn)行組織或存儲(chǔ)數(shù)字圖像像素的灰度，就得到不同格式的圖像文件。圖像文件按其格式的不同具有相應(yīng)的擴(kuò)展名。常見(jiàn)的圖像文件格式按擴(kuò)展名分為：RAW格式、BMP格式、TGA格式、PCX格式、GIF格式、TIFF格式等。1.RAW格式

它是將像素按行列號(hào)順序存儲(chǔ)在