數(shù)字圖像表示及其處理

數(shù)字圖像表示及其處理第1頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.1人眼成像過程人眼是一個(gè)平均半徑為20mm的球狀器官。它由三層薄膜包圍。最外層是堅(jiān)硬的蛋白質(zhì)膜，其中，位于前方的大約1／6部分為有彈性的透明組織，稱為角膜，光線從這里進(jìn)入眼內(nèi)。其余5／6為白色不透明組織，稱為鞏膜，作用是鞏固和保護(hù)整個(gè)眼球。中間一層由虹膜和脈絡(luò)膜組成。虹膜的中間有一個(gè)圓孔，稱為瞳孔。它的大小可以由連接虹膜的環(huán)狀肌肉組織來調(diào)節(jié)，以控制進(jìn)入眼睛內(nèi)部的光通量大小，其作用和照相機(jī)中的光圈一樣。最內(nèi)一層為視網(wǎng)膜，它的表面分布有大量光敏細(xì)胞。第2頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五除了三層薄膜，在瞳孔后面還有一個(gè)扁球形的透明水晶體。水晶體的作用如同可變焦距的一個(gè)透鏡，它的曲率可以由睫狀肌的收縮進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使景象始終能剛好地聚焦于黃斑區(qū)。眼睛的晶狀體和普通光學(xué)透鏡之間的主要差別在于前者的適應(yīng)性強(qiáng)。用眼睛看建筑物側(cè)面的圖解，C點(diǎn)是晶狀體的光心第3頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五圖像的形成視覺亮度范圍和分辨率視覺亮度范圍指人眼所能感覺到的亮度范圍。人眼的分辨率是指人眼在一定距離上能區(qū)分開相鄰兩點(diǎn)的能力。和環(huán)境照度有關(guān)和被觀察對(duì)象的相對(duì)對(duì)比度有關(guān)第4頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五視覺適應(yīng)性和對(duì)比靈敏度暗適應(yīng)性明適應(yīng)性對(duì)比度（反差）和相對(duì)對(duì)比度——描述圖像亮度的差異對(duì)比度：相對(duì)對(duì)比度：第5頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五亮度感覺與色覺人眼對(duì)亮度差別的感覺取決于相對(duì)亮度的變化。人眼在適應(yīng)某一平均亮度是，黑白感覺對(duì)應(yīng)的亮度范圍較小。重現(xiàn)圖像亮度不必等于實(shí)際圖像亮度；人眼不能感覺出的亮度差別，重現(xiàn)圖像時(shí)不必精確復(fù)制。第6頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五色覺：人辨別顏色的能力。色覺光譜范圍：400nm紫色——760nm紅色消色物體：黑、白和灰色物體對(duì)各種波長(zhǎng)的入射光等量吸收白光照射，反射率>75%(<10%)有色物體對(duì)入射光中各種波長(zhǎng)吸收不等量白光照射，反射或透射的光線與入射光相比，亮度減弱，光譜成分變少。第7頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五光源的光譜成分對(duì)物體顏色的影響有色光照到消色物體反射光的光譜成分與入射光的光譜成分相同兩種以上有色光，物體呈加色法效應(yīng)有色光照到有色物體物體顏色呈減色法效應(yīng)第8頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五馬赫帶奧地利物理學(xué)家E馬赫發(fā)現(xiàn)的一種明度對(duì)比現(xiàn)象明暗交界處，亮度更亮，暗處更暗主觀的邊緣對(duì)比效應(yīng)人類的視覺系統(tǒng)有增強(qiáng)邊緣對(duì)比度的機(jī)制第9頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.2簡(jiǎn)單的圖像形成模型一幅圖像實(shí)際上記錄的是物體輻射能量的空間分布，這個(gè)分布是空間坐標(biāo)、時(shí)間和波長(zhǎng)的函數(shù)，即:I=(x,y,z,λ,t)。當(dāng)一幅圖像為平面單色靜止圖像時(shí)，空間坐標(biāo)變量z,波長(zhǎng)λ和時(shí)間變量t可以從函數(shù)中去除，一幅圖像可以用二維函數(shù)f(x,y)來表示:

f(x,y)=i(x,y)r(x,y)

這里0<i(x,y)<0<r(x,y)<1

反射分量限制在0和1之間。i(x,y)的性質(zhì)取決于照射源，而r(x，y)取決于成像物體的特性。第10頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.3圖像的數(shù)字化數(shù)字圖像可以理解為對(duì)二維函數(shù)f(x，y)進(jìn)行采樣和量化(即離散處理)后得到的圖像，因此，通常用二維矩陣來表示一幅數(shù)字圖像。將一幅圖像進(jìn)行數(shù)字化的過程就是在計(jì)算機(jī)內(nèi)生成一個(gè)二維矩陣的過程。數(shù)字化過程包括三個(gè)步驟：掃描、采樣和量化。第11頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第12頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.3.1采樣采樣（Sampling）:對(duì)圖像空間坐標(biāo)的離散化，它決定了圖像的空間分辨率。用一個(gè)網(wǎng)格把待處理的圖像覆蓋，然后把每一小格上模擬圖像的各個(gè)亮度取平均值，作為該小方格中點(diǎn)的值；或者把方格的交叉點(diǎn)處模擬圖像的亮度值作為該方格交叉點(diǎn)上的值。圖像的采樣第13頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五對(duì)一幅圖像采樣時(shí)，若每行（即橫向）像素為N個(gè)，每列（即縱向）像素為M個(gè)，則圖像大小為M×N個(gè)像素，從而f(x,y)構(gòu)成一個(gè)M×N實(shí)數(shù)矩陣：每個(gè)元素為圖像f(x,y)的離散采樣值，稱之為像元或像素。第14頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.3.1量化把采樣后所得的各像素灰度值從模擬量到離散量的轉(zhuǎn)換稱為圖像灰度的量化。量化是對(duì)圖像幅度坐標(biāo)的離散化，它決定了圖像的幅度分辨率。第15頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五量化的方法包括：分層量化、均勻量化和非均勻量化。分層量化是把每一個(gè)離散樣本的連續(xù)灰度值只分成有限多的層次。均勻量化是把原圖像灰度層次從最暗至最亮均勻分為有限個(gè)層次，如果采用不均勻分層就稱為非均勻量化。第16頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(a)量化(b)量化為8bit量化示意圖第17頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(a)256級(jí)灰度圖象(b)子圖(c)子圖對(duì)應(yīng)的量化數(shù)據(jù)圖像量化實(shí)例(a)(b)(c)第18頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五對(duì)一幅圖像，當(dāng)量化級(jí)數(shù)一定時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)圖像質(zhì)量有著顯著的影響。采樣點(diǎn)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好；當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)減少時(shí)，圖上的塊狀效應(yīng)就逐漸明顯。當(dāng)圖像的采樣點(diǎn)數(shù)一定時(shí)，采用不同量化級(jí)數(shù)的圖像質(zhì)量也不一樣。量化級(jí)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好，當(dāng)量化級(jí)數(shù)越少時(shí)，圖像質(zhì)量越差。量化級(jí)數(shù)最小的極端情況就是二值圖像，圖像會(huì)出現(xiàn)假輪廓。采樣點(diǎn)數(shù)和量化級(jí)數(shù)的關(guān)系：第19頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

(a)采樣點(diǎn)256×256時(shí)的圖像(b)采樣點(diǎn)64×64時(shí)的圖像(c)采樣點(diǎn)32×32時(shí)的圖像(d)采樣點(diǎn)16×16時(shí)的圖像

采樣點(diǎn)數(shù)與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系(a)(b)(c)(d)第20頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(a)量化為2級(jí)的Lena圖像(b)量化為16級(jí)的Lena圖像(c)量化為256級(jí)的Lena圖像

量化級(jí)數(shù)與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系第21頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第22頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五灰度直方圖灰度直方圖是灰度值的函數(shù)，它描述了圖像中各灰度值的像素個(gè)數(shù)。通常用橫坐標(biāo)表示像素的灰度級(jí)別，縱坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的灰度級(jí)出現(xiàn)的頻率（像素的個(gè)數(shù)）。頻率的計(jì)算公式為：p(r)=nrnr是圖像中灰度為r的像素?cái)?shù)。第23頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五常用的直方圖是規(guī)格化和離散化的，即縱坐標(biāo)用相對(duì)值表示。設(shè)圖像總像素為N，某一級(jí)灰度像素?cái)?shù)為nr，則直方圖表示為：p(r)=nr/N第24頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五直方圖表明每一個(gè)灰度有多少個(gè)象素第25頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五灰度直方圖反映了一幅圖像的灰度分布情況。

(a)(b)(a)大多數(shù)像素灰度值取在較暗區(qū)域，圖像肯定較暗.一般在攝影過程中曝光過弱就會(huì)造成這種結(jié)果。(b)圖像的像素灰度值集中在亮區(qū),圖像將偏亮.一般在攝影中曝光太強(qiáng)將導(dǎo)致這種結(jié)果。從兩幅圖像的灰度分布來看圖像的質(zhì)量均不理想。第26頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五灰度直方圖的性質(zhì)空間信息丟失第27頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五整個(gè)圖像的直方圖是部分之和概率分布函數(shù)積分灰度直方圖可以得到圖象的面積：通過除以圖象的面積來歸一化灰度圖象的概率密度函數(shù)（PDF）－－與圖象本身的象素個(gè)數(shù)無關(guān)。對(duì)面積函數(shù)進(jìn)行同樣的歸一化處理可得到圖象的累積分布函數(shù)（CDF）第28頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五灰度直方圖的應(yīng)用1.數(shù)字化參數(shù)

觀察直方圖可以看出不合適的數(shù)字化第29頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五邊界閾值選擇第30頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五計(jì)算圖像中物體的面積第31頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五計(jì)算圖像信息量H（熵）熵反映了圖像的平均信息量灰度范圍為[0,L-1]，各灰度級(jí)出現(xiàn)概率Pi。各灰度級(jí)具有的信息量分別為-log2Pi第32頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.5數(shù)字圖像處理算法的形式1基本功能形式按圖像處理的輸出形式：?jiǎn)畏鶊D像單幅圖像多幅圖像單幅圖像單（多）幅圖像數(shù)字或符號(hào)等第33頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2幾種具體算法局部處理鄰域——4鄰域、8鄰域點(diǎn)處理大局處理第34頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五迭代處理反復(fù)對(duì)圖像進(jìn)行某種運(yùn)算直到滿足給定的條件，從而得到輸出圖像的處理形式跟蹤處理對(duì)某個(gè)象素的處理依賴于以前的處理結(jié)果限定處理范圍用于邊界線、等高線等的跟蹤第35頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五窗口處理和模板處理對(duì)圖象中選定矩形區(qū)域內(nèi)的象素進(jìn)行處理單獨(dú)對(duì)圖像任意形狀的區(qū)域進(jìn)行處理準(zhǔn)備和輸入圖像相同大小的二維數(shù)組，存儲(chǔ)該區(qū)域信息；參照二維數(shù)組對(duì)圖像進(jìn)行處理。任意形狀的區(qū)域稱作模板二維數(shù)組稱作模板平面第36頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五串行處理和并行處理后一象素輸出結(jié)果依賴于前面象素的處理結(jié)果，且只能依次處理各象素而不能同時(shí)對(duì)各象素進(jìn)行處理對(duì)圖像內(nèi)的各象素同時(shí)進(jìn)行相同形式運(yùn)算第37頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.6圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與圖像文件格式1圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合方式一般一個(gè)象素的灰度占一個(gè)字節(jié)組合方式是一個(gè)字長(zhǎng)存放多個(gè)象素灰度值節(jié)省內(nèi)存計(jì)算量增加、處理程序復(fù)雜第38頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五比特面方式對(duì)圖像各象素灰度按比特位存取所有象素灰度的相同比特位用一個(gè)二維數(shù)組表示，形成比特面能充分利用內(nèi)存空間對(duì)灰度圖像處理耗時(shí)多第39頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五分層結(jié)構(gòu)由原始圖像開始構(gòu)成象素越來越少的系列圖像錐形結(jié)構(gòu)樹結(jié)構(gòu)對(duì)一幅二值圖像的行、列接連不斷二等分，若圖像被分割部分中的全部象素都變成具有相同的特征，不再分割。特征提取、信息壓縮第40頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五多重圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多波段圖像逐波段存儲(chǔ)逐行存儲(chǔ)逐象素存儲(chǔ)第41頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五數(shù)字圖像的基本類型計(jì)算機(jī)一般采用兩種方式存儲(chǔ)靜態(tài)圖像：位映射（Bitmap），即位圖存儲(chǔ)模式；向量處理（Vector），也稱矢量存儲(chǔ)模式。位圖也稱為柵格圖像，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。矢量圖只存儲(chǔ)圖像內(nèi)容的輪廓部分，而不是存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的每一點(diǎn)。第42頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

二值圖像二值圖像也叫黑白圖像，就是圖像像素只存在0,1兩個(gè)值。二進(jìn)制的lenna圖像第43頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

灰度圖像灰度圖像是包含灰度級(jí)的圖像，如64級(jí)，256級(jí)等。如當(dāng)像素灰度級(jí)用8bit表示時(shí)，每個(gè)像素的取值就是256種灰度中的一種，即每個(gè)像素的灰度值為0到255中的一個(gè)。通常，用0表示黑，255表示白，從0到255亮度逐漸增加。第44頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五索引圖像索引圖像把像素值直接作為索引顏色的序號(hào)。根據(jù)索引顏色的序號(hào)就可以找到該像素的實(shí)際顏色。當(dāng)把索引圖像讀入計(jì)算機(jī)時(shí)，索引顏色將被存儲(chǔ)到調(diào)色板中。調(diào)色板是包含不同顏色的顏色表，每種顏色以紅，綠，藍(lán)三種顏色的組合來表示。調(diào)色板的單元個(gè)數(shù)是與圖像的顏色數(shù)一致的。256色圖像有256個(gè)索引顏色，相應(yīng)的調(diào)色板就有256個(gè)單元。第45頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五RGB彩色圖像RGB圖像是一類圖像的總稱。這類圖像不使用單獨(dú)的調(diào)色板，每一個(gè)像素的顏色由存儲(chǔ)在相應(yīng)位置的紅、綠、藍(lán)顏色分量共同決定。RGB圖像是24位圖像，紅、綠、藍(lán)分量分別占用8位，理論上可以包含16M種不同的顏色。第46頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

數(shù)字圖像的基本文件格式每一種圖像文件均有一個(gè)文件頭，在文件頭之后才是圖像數(shù)據(jù)。文件頭的內(nèi)容一般包括文件類型、文件制作者、制作時(shí)間、版本號(hào)、文件大小等內(nèi)容。各種圖像文件的制作還涉及到圖像文件的壓縮方式和存儲(chǔ)效率等。常用的圖像文件存儲(chǔ)格式主要有BMP文件、JPG文件、PCX文件、TIFF文件以及GIF文件等。第47頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五BMP圖像文件格式第48頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一部分為位圖文件頭BITMAPFILEHEADER，它是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，其定義如下：typedefstructtagBITMAPFILEHEADER{WORD bfType;DWORD bfSize;WORD bfReserved1;WORD bfReserved2;DWORD bfOffBits;}BITMAPFILEHEADER;這個(gè)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度是固定的，為14個(gè)字節(jié)（WORD為無符號(hào)16位二進(jìn)制整數(shù)，DWORD為無符號(hào)32位二進(jìn)制整數(shù)）。第49頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第二部分為位圖信息頭BITMAPINFOHEADER，也是一個(gè)結(jié)構(gòu)，其定義如下：typedefstructtagBITMAPINFOHEADER{DWORD biSize；

LONG biWidth；

LONG biHeight；

WORD biPlanes；

WORD biBitCount；

DWORD biCompression；

DWORD biSizeImage；

LONG biXPelsPerMeter；LONG biYPelsPerMeter；

DWORD biClrUsed；

DWORD biClrImportant；

}BITMAPINFOHEADER；第50頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

這個(gè)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度是固定的，為40個(gè)字節(jié)（LONG為32位二進(jìn)制整數(shù)）。其中，biCompression的有效值為BI_RGB、BI_RLE8、BI_RLE4、BI_BITFIELDS。第51頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第三部分為調(diào)色板(Palette)。真彩色圖像不需要調(diào)色板。調(diào)色板實(shí)際上是一個(gè)數(shù)組，共有biClrUsed個(gè)元素。數(shù)組中每個(gè)元素的類型是RGBQUAD結(jié)構(gòu)，占4個(gè)字節(jié)，其定義如下：typedefstructtagRGBQUAD{BYTErgbBlue; //該顏色的藍(lán)色分量

BYTErgbGreen; //該顏色的綠色分量

BYTErgbRed; //該顏色的紅色分量

BYTErgbReserved; //保留值}RGBQUAD;第52頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第四部分就是實(shí)際的圖像數(shù)據(jù)。對(duì)于用到調(diào)色板的位圖，圖像數(shù)據(jù)就是該像素顏色在調(diào)色板中的索引值，對(duì)于真彩色圖像，圖像數(shù)據(jù)就是實(shí)際的R、G、B值。對(duì)于2色位圖，用1位就可以表示該像素的顏色（一般0表示黑，1表示白），所以一個(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)剛好可以表示1個(gè)像素。第53頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五TIFF圖像文件格式標(biāo)記圖像文件格式TIFF(TagImageFileFormat)是目前圖像文件格式中最復(fù)雜的一種，也是目前流行的圖像文件交換標(biāo)準(zhǔn)之一。TIFF格式文件的設(shè)計(jì)考慮了擴(kuò)展性、方便性和可修改性，因此非常復(fù)雜，要求用更多的代碼來控制它，結(jié)果導(dǎo)致文件讀寫速度慢，TIFF代碼也很長(zhǎng)。TIFF文件由文件頭、參數(shù)指針表與參數(shù)域、參數(shù)數(shù)據(jù)表和圖像數(shù)據(jù)4部分組成。第54頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五參數(shù)指針由一個(gè)2字節(jié)的整數(shù)和其后的一系列12字節(jié)參數(shù)域構(gòu)成，最后以一個(gè)長(zhǎng)整型數(shù)結(jié)束。若最后的長(zhǎng)整型數(shù)為0，表示文件的參數(shù)指針表到此為止，否則該長(zhǎng)整數(shù)為指向下一個(gè)參數(shù)指針表的偏移。

第55頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第56頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五GIF圖像文件格式GIF（GraphicsInterchangeFormat）文件的全稱是圖形交換文件格式。該形式存儲(chǔ)的文件主要是為不同的系統(tǒng)平臺(tái)交流和傳輸圖像提供方便,是在Web及其他聯(lián)機(jī)服務(wù)上常用的一種文件格式，用于HTML文檔中的索引顏色圖像。圖像最大不能超過64M，顏色最多為256色。GIF圖像文件采取LZW壓縮算法，存儲(chǔ)效率高，支持多幅圖像定序或覆蓋，交錯(cuò)多屏幕繪圖以及文本覆蓋。GIF主要是為數(shù)據(jù)流而設(shè)計(jì)的一種傳輸格式，而不是作為文件的存儲(chǔ)格式。第57頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五GIF有五個(gè)主要部分以固定順序出現(xiàn)，所有部分均由一個(gè)或多個(gè)塊(block)組成。每個(gè)塊第一個(gè)字節(jié)中存放標(biāo)識(shí)碼或特征碼標(biāo)識(shí)。這些部分的順序?yàn)椋何募?biāo)志塊、邏輯屏幕描述塊、可選的“全局”色彩表塊(調(diào)色板)、各圖像數(shù)據(jù)塊（或?qū)Ｓ玫膲K）以及尾塊（結(jié)束碼）。第58頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第59頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五PCX圖像文件格式PCX文件格式由ZSoft公司設(shè)計(jì),是最早使用的圖像文件格式之一。PCX支持256種顏色，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，存取速度快，壓縮比適中，適合于一般軟件的使用。PCX格式支持RGB、索引顏色、灰度和位圖顏色模式，支持RLE壓縮方法，圖像顏色的位數(shù)可以是1、4、8或24。PCX圖像文件由三個(gè)部分組成：文件頭、圖像數(shù)據(jù)和256色調(diào)色板。第60頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五JPEG圖像格式JPEG(JointPhotographer’sExpertsGroup)即靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn),是由ISO和CCITT為靜態(tài)圖像所建立的第一個(gè)國(guó)際數(shù)字圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，主要是為了解決專業(yè)攝影師所遇到的圖像信息過于龐大的問題。JPEG格式支持24位顏色，并保留照片和其他連續(xù)色調(diào)圖像中存在的亮度和色相的顯著和細(xì)微的變化。第61頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.7圖像的特征與噪聲1.特征類別自然特征光譜特征不同類型景物在各個(gè)波段的數(shù)字成像，構(gòu)成數(shù)字圖象光譜特征幾何特征空間分辨率、圖像文理結(jié)構(gòu)、圖像變形時(shí)相特征不同時(shí)間獲取同一目標(biāo)的各圖像間存在差異第62頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五人工特征直方圖特征灰度邊緣特征角點(diǎn)與線特征紋理特征第63頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五實(shí)際應(yīng)用中，按描述特征范圍大小分為：點(diǎn)特征局部特征區(qū)域特征整體特征第64頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2特征提取與特征空間獲取圖像特征信息的操作——特征提取特征向量特征空間第65頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3圖像噪聲妨礙人的視覺器官或系統(tǒng)傳感器對(duì)所接收?qǐng)D像信息進(jìn)行理解或分析的各種因素。圖像噪聲種類產(chǎn)生原因外部噪聲內(nèi)部噪聲光電的基本性質(zhì)引起的機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的元器件噪聲系統(tǒng)內(nèi)部電路噪聲第66頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五統(tǒng)計(jì)理論平穩(wěn)噪聲非平穩(wěn)噪聲噪聲幅度分布形態(tài)正態(tài)分布的高斯型瑞利分布的銳利噪聲脈沖噪聲頻譜分布形態(tài)頻譜均勻分布的白噪聲頻譜能量呈正態(tài)分布的高斯噪聲產(chǎn)生過程量化噪聲和椒鹽噪聲第67頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五噪聲的特征常用統(tǒng)計(jì)特征來描述噪聲均值方差總功率第68頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五噪聲模型加性噪聲模型噪聲和圖像光強(qiáng)大小無關(guān)乘性噪聲模型噪聲和圖像光強(qiáng)大小相關(guān)，隨亮度大小變化而變化第69頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五圖像系統(tǒng)常見的噪聲光電管噪聲通常噪聲頻譜是白噪聲攝像管噪聲前置放大器噪聲光學(xué)噪聲第70頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.8用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示本節(jié)介紹如何在VC++6.0中編程實(shí)現(xiàn)BMP圖像的顯示。下面介紹具體步驟：第71頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五步驟一、打開VC++6.0，選擇File|New進(jìn)入界面在Projects中選擇MFCAppWinzard(exe)，在Projectname中輸入項(xiàng)目名稱，本例為ReadBMP，在Location中輸入項(xiàng)目要保存的文件夾。點(diǎn)擊“OK”進(jìn)入下一步。第72頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五步驟二、選擇文檔類型在本例中使用的是單文檔視圖結(jié)構(gòu)，所以這里選擇Singledocument。其余部分設(shè)置使用VC++6.0的默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊“Finish”完成項(xiàng)目創(chuàng)建。第73頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五步驟三、為了將BMP中的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中，在項(xiàng)目中建立專門處理BMP文件頭和數(shù)據(jù)的文件：DIBAPI.H和DIBAPI.CPP，在其中實(shí)現(xiàn)對(duì)BMP文件的大部分處理。選擇File|New從彈出界面Files選項(xiàng)中選擇C/C++HeaderFile，建立一個(gè)新的頭文件。在右邊的File輸入框中輸入文件名，這里命名為DIBAPI，默認(rèn)后綴為.H。第74頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期五同上類似，選擇C++Source