圖形圖像學(xué)基礎(chǔ)13：圖像基礎(chǔ)課件

數(shù)字圖像處理概述基本概念研究?jī)?nèi)容圖像處理的常規(guī)方法數(shù)字圖像處理概述1基本概念——圖像圖像：是二維或三維景物（萬(wàn)事萬(wàn)物）呈現(xiàn)在人心目中的影象圖像的特點(diǎn)圖像帶有大量的信息，一幅圖像頂?shù)蒙锨а匀f(wàn)語(yǔ)圖像包括照片、繪圖、視頻圖像等人類從外界獲得的信息約有75%來(lái)自視覺系統(tǒng)圖像表示常見圖像是連續(xù)的，用f（x,y）表示一幅圖像，其中(x,y)表示空間坐標(biāo)點(diǎn)的位置，f

表示圖像在點(diǎn)（x,y)）的某種性質(zhì)的數(shù)值，如亮度等。f(x,y)可以是任意實(shí)數(shù)基本概念——圖像圖像：是二維或三維景物（萬(wàn)事萬(wàn)物）呈現(xiàn)在人心2圖像灰度圖像（單色圖像）是一個(gè)二維灰度（或亮度）函數(shù)f(x,y)彩色圖像由三個(gè)（如RGB)二維灰度（或亮度）函數(shù)f(x,y)組成xyxy圖像灰度圖像（單色圖像）是一個(gè)二維灰度（或亮度）函數(shù)f(x,3模擬圖像和數(shù)字圖像常見的各種照片、圖片、海報(bào)、廣告畫等均屬模擬圖像用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理的前提是圖像必須以數(shù)字格式存儲(chǔ)，我們把以數(shù)字格式存放的圖像稱之為數(shù)字圖像。在計(jì)算機(jī)中，圖像被分割成像素（Pixel），各像素的灰度值用整數(shù)表示。一幅M×N個(gè)像素的數(shù)字圖像，其像素灰度值可以用M行、N列的矩陣表示模擬圖像和數(shù)字圖像常見的各種照片、圖片、海報(bào)、廣告畫等均屬4數(shù)字圖像：（DigitalImage）把連續(xù)空間的圖像在坐標(biāo)空間(X,Y)和性質(zhì)空間F都離散化，便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行加工處理，這種離散化的圖像就是數(shù)字圖像數(shù)字圖像表示數(shù)字圖像用I（r,c）來(lái)表示，其中r=row行,c=column列，表示空間離散點(diǎn)的坐標(biāo)，I表示離散化的圖像f。I,r,c都是整數(shù)。數(shù)字圖像中基本單位稱為像素（pixel）。數(shù)字圖像是由像素組成的數(shù)字圖像：（DigitalImage）5數(shù)字圖像可以看成是一個(gè)矩陣數(shù)字圖像可以看成是一個(gè)矩陣6圖形圖像學(xué)基礎(chǔ)13：圖像基礎(chǔ)課件7圖形圖像學(xué)基礎(chǔ)13：圖像基礎(chǔ)課件8圖形圖像學(xué)基礎(chǔ)13：圖像基礎(chǔ)課件9灰度圖像：每一個(gè)像素由一個(gè)量化的灰度級(jí)來(lái)描述的圖像，沒有彩色信息灰度圖像：每一個(gè)像素由一個(gè)量化的灰度級(jí)來(lái)描述的圖像，沒有彩色10黑白圖像二值圖像，每個(gè)像素只能是黑(0)或白(1)黑白圖像11彩色圖像可以用紅綠藍(lán)三元組的二維矩陣來(lái)表示通常，三元組的每個(gè)數(shù)值也是在0到255之間，0表示相應(yīng)的基色在該像素中沒有，而255則代表相應(yīng)的基色在該像素中取得最大值，這種情況下每個(gè)像素可用三個(gè)字節(jié)來(lái)表示彩色圖像12圖形圖像學(xué)基礎(chǔ)13：圖像基礎(chǔ)課件13彩色圖像(128x128)及其對(duì)應(yīng)的數(shù)值矩陣（僅列出一部分）彩色圖像(128x128)及其對(duì)應(yīng)的數(shù)值矩陣（僅列出一部分）14基本概念—數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理（ImageProcessing）是指應(yīng)用計(jì)算機(jī)來(lái)合成、變換已有的數(shù)字圖像，從而產(chǎn)生一種新的效果，并把加工處理后的圖像重新輸出，這個(gè)過(guò)程稱為數(shù)字圖像處理另一種提法：把利用計(jì)算機(jī)對(duì)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、方法和技術(shù)稱為數(shù)字圖像處理(DigitalImageProcessing)即：圖像（可見或不可見）-〉計(jì)算機(jī)-〉圖像基本概念—數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理（ImageProces15圖像灰度變換圖像灰度變換16圖像灰度直方圖均衡圖像灰度直方圖均衡17原圖像噪聲污染圖像中值濾波結(jié)果去除噪聲原圖像噪聲污染圖像中值濾波結(jié)果去除噪聲18圖像恢復(fù)圖像恢復(fù)19圖像對(duì)齊/拼接圖像對(duì)齊/拼接20數(shù)字圖像處理的目的提高圖像視感質(zhì)量，以達(dá)到賞心悅目的目的，如去除圖像中的噪聲，改變圖像的亮度、顏色，增強(qiáng)圖像中的某些成份、抑制某些成份，對(duì)圖像進(jìn)行幾何變換等，從而改善圖像的質(zhì)量，以達(dá)到或真實(shí)的、或清晰的、或色彩豐富的、或意想不到的藝術(shù)效果提取圖像中所包含的某些特征或特殊信息，以便于計(jì)算機(jī)分析，例如，常用作模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺的預(yù)處理等。這些特征包括很多方面，如頻域特性、灰度／顏色特性、邊界／區(qū)域特性、紋理特性、形狀／拓?fù)涮匦砸约瓣P(guān)系結(jié)構(gòu)等對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、編碼和壓縮，以便于圖像的存儲(chǔ)和傳輸數(shù)字圖像處理的目的提高圖像視感質(zhì)量，以達(dá)到賞心悅目的目的，21圖像特征及常規(guī)處理方法空間分辨率：采樣的精度，水平方向M個(gè)點(diǎn)，垂直方向N個(gè)點(diǎn)，記為,M和N為2的n次冪密度分辨率：量化的精度。每一點(diǎn)的圖像灰度取值數(shù)字化，同樣L個(gè)亮度級(jí)別，，例如，k=8時(shí)，L=256，圖像有256個(gè)灰度級(jí)圖像的存儲(chǔ)量：圖像特征及常規(guī)處理方法空間分辨率：采樣的精度，水平方向M個(gè)點(diǎn)22空間分辨率與數(shù)字圖像質(zhì)量的關(guān)系空間分辨率與數(shù)字圖像質(zhì)量的關(guān)系23密度分辨率與數(shù)字圖像質(zhì)量的關(guān)系人類能夠區(qū)分大約128個(gè)不同灰度等級(jí)256灰度級(jí)16灰度級(jí)8灰度級(jí)4灰度級(jí)密度分辨率與數(shù)字圖像質(zhì)量的關(guān)系人類能夠區(qū)分大約128個(gè)不同灰24空間頻率對(duì)時(shí)間周期變化的信號(hào)可以用頻率度量，把時(shí)間變量改為空間距離變量，成為在空間距離上的周期變化信號(hào)，周期的倒數(shù)為空間頻率，它表明圖像明暗變化的快慢?？臻g頻率對(duì)時(shí)間周期變化的信號(hào)可以用頻率度量，把時(shí)間變量改為空25空間頻率高，表征圖像的細(xì)節(jié)，空間頻率低，表征圖像中大的物體圖像的空間分辨率越高，密度分辨率越高，則圖像的質(zhì)量就越好，存儲(chǔ)空間就越大空間頻率高，表征圖像的細(xì)節(jié)，空間頻率低，表征圖像中大的物體26圖像處理的方法空間域處理：在圖像空間（空間域）直接對(duì)圖像的每一個(gè)象點(diǎn)進(jìn)行處理頻率域處理：通過(guò)某種正交變換，將圖像由空間域映射到頻率域，在頻率域中對(duì)圖像進(jìn)行處理。然后再經(jīng)反變換將圖像變換回空間域，得到處理后的圖像圖像處理的方法空間域處理：在圖像空間（空間域）