形狀和位置公差

數(shù)字圖像處理復(fù)習(xí)提綱2024/4/21數(shù)字圖像處理復(fù)習(xí)提綱2024/4/21題型一、選擇題（10分，10題）二、填空題（15分，15空）三、判斷題（10分，10題）四、名詞解釋（15分，5題）五、簡答題（20分，4題）六、計(jì)算題（30分，3題）2024/4/22題型一、選擇題（10分，10題）2024/4/22第一章緒論圖像：對(duì)客觀存在對(duì)象的一種相似性的、生動(dòng)性的描述或?qū)懻?。模擬圖像：空間坐標(biāo)和明暗程度都是連續(xù)變化的、計(jì)算機(jī)無法直接處理的圖像數(shù)字圖像：空間坐標(biāo)和灰度均不連續(xù)的、用離散的數(shù)字（一般整數(shù)）表示的圖像（計(jì)算機(jī)能處理）。是圖像的數(shù)字表示，像素是其最小的單位。2024/4/23第一章緒論圖像：對(duì)客觀存在對(duì)象的一種相似性的、生動(dòng)性的描第一章緒論數(shù)字圖像處理（DigitalImageProcessing）：利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行（去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、特征提取、識(shí)別等）系列操作，從而獲得某種預(yù)期的結(jié)果的技術(shù)。（計(jì)算機(jī)圖像處理）數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)（優(yōu)勢）：（1）處理精度高，再現(xiàn)性好。（2）易于控制處理效果。（3）處理的多樣性。（4）圖像數(shù)據(jù)量龐大。（5）圖像處理技術(shù)綜合性強(qiáng)。2024/4/24第一章緒論數(shù)字圖像處理（DigitalImagePr第一章緒論數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容：（1）圖像的數(shù)字化：如何將一幅光學(xué)圖像表示成一組數(shù)字，既不失真又便于計(jì)算機(jī)分析處理；主要包括的是圖像的采樣與量化（2）圖像的增強(qiáng)：加強(qiáng)圖像的有用信息，消弱干擾和噪聲（3）圖像的恢復(fù)：把退化、模糊了的圖像復(fù)原。模糊的原因有許多種，最常見的有運(yùn)動(dòng)模糊，散焦模糊等（4）圖像的編碼：簡化圖像的表示，壓縮表示圖像的數(shù)據(jù)，以便于存儲(chǔ)和傳輸。2024/4/25第一章緒論數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容：2024/4/25第一章緒論數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容：（5）圖像的重建：由二維圖像重建三維圖像（如CT）（6）圖像的分析：對(duì)圖像中的不同對(duì)象進(jìn)行分割、分類、識(shí)別和描述、解釋。（7）圖像分割與特征提?。簣D像分割是指將一幅圖像的區(qū)域根據(jù)分析對(duì)象進(jìn)行分割。圖像的特征提取包括了形狀特征、紋理特征、顏色特征等。（8）圖像隱藏：是指媒體信息的相互隱藏、數(shù)字水印、圖像的信息偽裝。（9）圖像通信2024/4/26第一章緒論數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容：2024/4/26第一章緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域：通信：圖象傳輸，電視電話等。宇宙探測：星體圖片處理。遙感：地形、地質(zhì)、礦藏探查，森林、水利、海洋、農(nóng)業(yè)等資源調(diào)查，自然災(zāi)害預(yù)測，環(huán)境污染的監(jiān)測，氣象云圖。生物醫(yī)學(xué)：CT，X射線成象，B超，紅外圖象，顯微圖象。工業(yè)生產(chǎn)：產(chǎn)品質(zhì)量檢測，生產(chǎn)過程控制，CAD，CAM。軍事：軍事目標(biāo)偵察，制導(dǎo)系統(tǒng)，警戒系統(tǒng)，自動(dòng)火器控制等。公安：現(xiàn)場照片，指紋，手跡，印章，人像等處理和鑒別。檔案：過期的文字、圖片檔案的修復(fù)和處理。機(jī)器人視覺:娛樂：電影特技，動(dòng)畫，廣告，MTV等2024/4/27第一章緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域：2024/4/27第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)三基色原理面向機(jī)器的RGB模型面向人眼視覺的HIS模型人的視覺特性同時(shí)對(duì)比度效應(yīng)馬赫帶效應(yīng)2024/4/28第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)三基色原理2024/4/28第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)取樣、量化、數(shù)字化的概念什么是奈奎斯特取樣定理？其意義是什么？量化的分類常見的圖像輸入設(shè)備有哪些？2024/4/29第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)取樣、量化、數(shù)字化的概念2024/第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)數(shù)字圖像的表示:

為了描述上的方便,本書仍用f(x,y)表示數(shù)字圖像。設(shè)x∈[0，M-1]，y∈[0，N-1]，f∈[0，L-1]，則數(shù)字圖像可表示成一個(gè)M×N的二維數(shù)字陣列。每個(gè)(x,y)對(duì)應(yīng)數(shù)字圖像中的一個(gè)基本單元，稱其為圖像元素(pictureelement)，簡稱為像素（pixel）；且一般取M、N和的灰度級(jí)L為2的整次冪即：

M=2mN=2nL=2k

這里，m、n和k為正整數(shù)2024/4/210第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)數(shù)字圖像的表示:為了描述上的方便第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)為存儲(chǔ)一幅M×N的數(shù)字圖像，需要的存儲(chǔ)位數(shù)為：

b=M×N×kbit字節(jié)數(shù)為：B=b/8空間分辨率幅度分辨率

2024/4/211第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)為存儲(chǔ)一幅M×N的數(shù)字圖像，需要的第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)簡答：1.圖像的數(shù)字化包含哪些步驟？簡述這些步驟。2.圖像量化時(shí)，如果量化級(jí)比較小會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？3.簡述二值圖像、灰度圖像與彩色圖像的區(qū)別。2024/4/212第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)簡答：1.圖像的數(shù)字化包含哪些步驟第三章圖像變換圖像的幾何變換：改變圖像的大小或形狀。平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、鏡像圖像變換：通過數(shù)學(xué)映射的方法，將空域的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域、時(shí)頻域等空間上進(jìn)行分析。2024/4/213第三章圖像變換圖像的幾何變換：改變圖像的大小或形狀。平移第四章圖像增強(qiáng)圖像噪聲的類型與特點(diǎn)灰度直方圖的概念灰度變換的原理（對(duì)具體方法的分析）直方圖均衡和直方圖指定化的概念，如何進(jìn)行直方圖的規(guī)格化（具體計(jì)算）圖像平滑代表算法及效果（均值、中值濾波的原理）圖像銳化代表算法及效果圖像平滑模板與銳化模板的應(yīng)用（具體模板的計(jì)算）低通、高通濾波及同態(tài)濾波實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)的原理彩色增強(qiáng)的分類與原理2024/4/214第四章圖像增強(qiáng)圖像噪聲的類型與特點(diǎn)2024/4/214第五章圖像恢復(fù)與重建圖像退化因素退化模型的框圖及描述三種最常見的有約束的圖像恢復(fù)方法及其條件什么是圖像的幾何畸變？2024/4/215第五章圖像恢復(fù)與重建圖像退化因素2024/4/215第六章圖像編碼與壓縮圖像數(shù)據(jù)冗余度概念，壓縮編碼的分類變換編碼能實(shí)現(xiàn)壓縮的原理及應(yīng)用哈夫曼編碼的原理及應(yīng)用（具體計(jì)算，包括熵、編碼平均長度、編碼效率）香農(nóng)——費(fèi)諾編碼算術(shù)編碼JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)的壓縮步驟2024/4/216第六章圖像編碼與壓縮圖像數(shù)據(jù)冗余度概念，壓縮編碼的分類2第七章圖像分割圖像分割的概念圖像分割的理論基礎(chǔ)與方法邊緣檢測的原理門限化分割的原理差分、梯度、拉普拉斯邊緣檢測的原理2024/4/217第七章圖像分割圖像分割的概念2024/4/217圖像的數(shù)字化

所謂的圖像數(shù)字化是指將模擬圖像經(jīng)過離散化之后，得到用數(shù)字表示的圖像。數(shù)字化包括采樣和量化采樣：連續(xù)圖像空間坐標(biāo)的離散化量化：連續(xù)圖像幅值的離散化2024/4/218圖像的數(shù)字化所謂的圖像數(shù)字化是指將模擬圖像經(jīng)過離取樣定理取樣定理的意義：取樣定理指出了要使取樣信號(hào)能不失真地描述原信號(hào)，其采樣頻率必須大于或等于信號(hào)所含有最高截止頻率的2倍2024/4/219取樣定理取樣定理的意義：取樣定理指出了要使取樣信號(hào)能不失真地灰度直方圖 灰度直方圖是灰度級(jí)的函數(shù)，描述的是圖像中該灰度級(jí)的像素個(gè)數(shù)。即：橫坐標(biāo)表示灰度級(jí)，縱坐標(biāo)表示圖像中該灰度級(jí)出現(xiàn)的個(gè)數(shù)。１．所有的空間信息全部丟失。２．每一灰度級(jí)的像素個(gè)數(shù)可直接得到2024/4/220灰度直方圖 灰度直方圖是灰度級(jí)的函數(shù)，描述的是圖像中該灰度直方圖線性(尺度)變換P(r)ab255gf255ba255gbgaabgsP(s)255gbga結(jié)果分析？2024/4/221直方圖線性(尺度)變換P(r)ab255gf255ba255直方圖均衡化和指定化 直方圖均衡化是對(duì)在圖像中像素個(gè)數(shù)多的灰度級(jí)進(jìn)行展寬，而對(duì)像素個(gè)數(shù)少的灰度級(jí)進(jìn)行縮減，將直方圖的分布變成均勻分布，從而達(dá)到清晰圖像的目的。 直方圖指定化是把已知直方圖的圖像變?yōu)槠谕狈綀D的圖像。2024/4/222直方圖均衡化和指定化 直方圖均衡化是對(duì)在圖像中像素個(gè)數(shù)多的直方圖規(guī)格化例：已知：原圖K 0 1 2 3 4 5 6 7原圖p(K) 0.19 0.25 0.21 0.16 0.08 0.06 0.030.02目標(biāo)L 0 1 2 3 4 5 6 7目標(biāo)p’(L) 0.1250.1250.1250.1250.1250.1250.1250.125求K,L之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系（若F’(L-1)<F(K)<=F’(L)，則K變換成L）和規(guī)格化處理后的直方圖2024/4/223直方圖規(guī)格化例：已知：2024/4/223直方圖規(guī)格化（1）求原圖灰度級(jí)分布函數(shù)F(K)原圖K 0 1 2 3 4 5 6 7p(K) 0.19 0.25 0.21 0.16 0.08 0.06 0.03 0.02F(K) 0.19 0.44 0.65 0.81 0.89 0.95 0.98 1（2）求目標(biāo)圖灰度級(jí)分布函數(shù)F’(L)目標(biāo)L 0 1 2 3 4 5 6 7p’(L) 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125F’(L) 0.125 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 1（3）K，L之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系（若F’(L-1)<F(K)<=F’(L)，則K變換成L）K 0 1 2 3 4 5 6 7L 1 3 4 5 6 7 7 7（4）求實(shí)際得到的直方圖Q(L)L 0 1 2 3 4 5 6 7Q(L) 0 0.19 0 0.25 0.21 0.16 0.080.112024/4/224直方圖規(guī)格化（1）求原圖灰度級(jí)分布函數(shù)F(K)2024/4/中值濾波器與均值濾波器的比較噪聲特點(diǎn)方法處理后圖像椒鹽分布隨機(jī)幅值一定均值抑制噪聲，邊緣明顯模糊中值濾除噪聲，邊緣僅有少許模糊高斯分布固定幅值不定均值濾除噪聲，邊緣明顯模糊中值噪聲無法去除，邊緣也無模糊2024/4/225中值濾波器與均值濾波器的比較噪聲特點(diǎn)方法處理后圖像椒鹽分布隨中值濾波的原理、作用利用中值濾波模板對(duì)圖像進(jìn)行掃描，把模板中的像素進(jìn)行由小到大的重新排列，取排列中間位置上的像素的灰度值替代模板中心待處理像素灰度值。這種方法稱為中值濾波。中值濾波的優(yōu)點(diǎn)是在消除噪聲的同時(shí)，還能保護(hù)邊界不被模糊。2024/4/226中值濾波的原理、作用利用中值濾波模板對(duì)圖像進(jìn)行掃描，把模板中銳化算法及效果比較微分類型代表算法邊界細(xì)節(jié)一階微分Sobel算法Roberts算法Priwitt算法邊界粗略但清晰邊界細(xì)節(jié)較少二階微分Laplacian算法Wallis算法邊界細(xì)致但不清晰邊界細(xì)節(jié)豐富2024/4/227銳化算法及效果比較微分類型代表算法邊界細(xì)節(jié)Sobel算法邊界平滑與銳化模板2024/4/228平滑與銳化模板2024/4/228圖像分割根據(jù)某種均勻性的原則將圖像分成若干個(gè)有意義的部分，使每部分都符合某種一致性的要求。而任意兩個(gè)相鄰部分的合并都會(huì)破壞這種一致性理論基礎(chǔ)與方法：像素點(diǎn)的跳變性--基于邊界的分割;像素點(diǎn)的相似性--基于區(qū)域的分割2024/4/229圖像分割根據(jù)某種均勻性的原則將圖像分成若干個(gè)有意義的部分，使冗余度的概念

對(duì)于描述一幅圖像所需要的最少信息之外的多余信息，稱為冗余度。 一般圖像中都含有冗余度，去除圖像里的冗余度便完成了數(shù)據(jù)壓縮2024/4/230冗余度的概念2024/4/230變換編碼 通過變換去除一部分不重要的參數(shù)，達(dá)到壓縮的目的 其依據(jù)是圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過變換后，出現(xiàn)能量集中的情況，則變換后可只選少量重要的系數(shù)進(jìn)行編碼，以達(dá)到壓縮的目的2024/4/231變換編碼 通過變換去除一部分不重要的參數(shù)，達(dá)到壓縮的目的2Huffman編碼過程f=11e=01a=00b=101c=1001d=1000cbedaf7/225/224/222/22101/223/226/2222/22