《Python圖像處理與機器視覺入門》高職全套教學(xué)課件

MachineVisionTechnologiesandApplications

第1章

圖像處理簡介

第2章

圖像的點運算-線性變換

第3章

圖像的點運算-伽瑪變換

第4章

圖像的點運算-直方圖均衡化

第5章

幾何變換-平移

第6章

幾何變換-縮放

第7章

幾何變換-旋轉(zhuǎn)

第8章

幾何變換-插值

第9章

幾何變換-仿射與投影

第10章

幾何變換-圖像配準

第11章

卷積與相關(guān)

第12章

圖像降噪

第13章

圖像銳化

第14章

頻率域圖像增強

第15章

頻率域圖像增強

第16章

頻率域圖像增強

第17章

圖像特征提取

第18章

圖像分割

第19章

圖像修復(fù)

第21章

形態(tài)學(xué)

第22章

增強現(xiàn)實

第23章

視頻處理

本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第一章

圖像處理簡介本課件是可編輯的正常PPT課件人工智能：機器視覺：看得懂機器聽覺：聽得懂控制論：像人一樣運動

1概念本課件是可編輯的正常PPT課件機器視覺(machinevision)，用計算機對圖像進行分析，以達到使機器獲得人的視覺的目的。圖像處理技術(shù)與機器視覺技術(shù)密切相關(guān)。

1概念本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理(imageprocessing)，用計算機對圖像進行分析，以達到所需結(jié)果的技術(shù)。又稱影像處理。圖像處理一般指數(shù)字圖像處理。

1概念本課件是可編輯的正常PPT課件模擬圖像:又稱連續(xù)圖像，是指在二維坐標系中連續(xù)變化的圖像，即圖像的像點是無限稠密的，同時具有連續(xù)的灰度值，連續(xù)圖像的典型代表是由光學(xué)透鏡系統(tǒng)獲取的圖像，如膠片相機、有線電視模擬電視信號等。

1

概念本課件是可編輯的正常PPT課件數(shù)字圖像:數(shù)字圖像是由模擬圖像數(shù)字化得到的、以像素為基本元素的、可以用數(shù)字計算機或數(shù)字電路存儲和處理的圖像。把圖像按行與列分割成m×n個網(wǎng)格,然后每個網(wǎng)格的圖像表示為該網(wǎng)格的顏色平均值的一個像素,亦即用一個m×n的像素矩陣來表達一幅圖像,m與n稱為圖像的分辨率.顯然分辨率越高,圖像失真越小.

1

概念本課件是可編輯的正常PPT課件(1)圖像美化：利用計算機對圖像信息進行加工以滿足人的視覺心理或者應(yīng)用需求的行為。

2應(yīng)用場景相關(guān)技術(shù)：圖像形態(tài)學(xué)、空間濾波、色度空間本課件是可編輯的正常PPT課件(2)圖像增強與復(fù)原：改進圖片的質(zhì)量，例如增加對比度，去掉模糊和噪聲，修正幾何畸變等；圖像復(fù)原是在假定已知模糊或噪聲的模型時，試圖估計原圖像的一種技術(shù)。

2應(yīng)用場景本課件是可編輯的正常PPT課件(3)圖像分割：將圖像劃分為一些互不重疊的區(qū)域，每一區(qū)域是像素的一個連續(xù)集，用于醫(yī)學(xué)分析、無人駕駛等等

2應(yīng)用場景本課件是可編輯的正常PPT課件(4)圖像壓縮：縮減圖像文件大?。築MP轉(zhuǎn)JPG，PSD轉(zhuǎn)JPG。

2應(yīng)用場景本課件是可編輯的正常PPT課件更多應(yīng)用場景：生物特征識別醫(yī)學(xué)圖像處理

2應(yīng)用場景本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用

本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第二章

圖像的點運算-線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件什么是數(shù)字圖像：（1）打開windows畫圖工具，畫圖(畫板20x20像素)（2）編程，將圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字（3）觀察每個點

1

數(shù)字圖像基礎(chǔ)本課件是可編輯的正常PPT課件代碼：

1

數(shù)字圖像基礎(chǔ)本課件是可編輯的正常PPT課件

1通道（分量）即R，img[i][j][0]2通道（分量）即G，img[i][j][1]3通道（分量）即B，img[i][j][2]R、G、B可以疊加形成不同的顏色

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

整幅圖像來說每個通道都是一個M*N的矩陣

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件DA

=（R，G，B），單個像素單個通道范圍是：0~255

0表示幾乎沒有，255表示最強

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的圖像為例（M=N=2）每個像素都有坐標（X,Y）以及像素值DAxy

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的圖像為例（M=N=2）每個像素都有坐標（X,Y）以及像素值DAxy

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的BMP圖像為例（M=N=2）像素值DAxy

包含三個通道的值（R，G，B）

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的BMP圖像為例（M=N=2）

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的BMP圖像為例（M=N=2）

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的BMP圖像為例（M=N=2）

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件I=imread('testImage.bmp')

1通道R，I(:,:,1)；2通道G，I(:,:,2)；3通道B，I(:,:,3)DA=(R,G,B)

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件計算BMP圖像文件大?。何募笮?分辨率*位深度/8/1024(單位：KB)（1）分辨率（resolution）單位為一幅圖像像素總數(shù)：1024*768像素，1280*720像素；（2）清晰度（definition）單位為單位長度上的像素個數(shù)：500DPI，800DPI；（3）位深度用于控制圖像顏色數(shù)量24位真彩色：一個顏色可以拆分成紅綠藍三通道,24真彩色就是每通道分配8位,每種顏色用一個字節(jié)來表示.3*8=24(16777216種顏色)

1數(shù)字圖像基礎(chǔ)本課件是可編輯的正常PPT課件（3）位深度用于控制圖像顏色數(shù)量24位真彩色：一個顏色可以拆分成紅綠藍三通道,24真彩色就是每通道分配8位,計算機存儲文件使用二進制，則色彩數(shù)量為2^24=16777216（4）計算機存儲單位換算：8bits=1byte1024byte=1K1024K=1M1024M=1G

1數(shù)字圖像基礎(chǔ)本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（1）：從網(wǎng)上下載一幅圖片，用畫筆另存為BMP，計算圖像大小，與文件實際大小進行對比

1數(shù)字圖像基礎(chǔ)本課件是可編輯的正常PPT課件概念：對一幅圖像中的每個點進行相同的操作：線性變換伽瑪變換直方圖均衡化

2圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件線性變換：概念介紹：以灰度圖像為例，假設(shè)原圖像像素的灰度值為DA=f(x,y),(x,y)為圖像坐標，處理后圖像像素的灰度值為DB=g(DA)=a*DA+b。要求DA和DB都在圖像的灰度范圍之內(nèi),a為斜率，b為截距?；叶茸儞Q函數(shù)描述了輸入灰度值和輸出灰度值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。一旦灰度轉(zhuǎn)換關(guān)系確定，則圖像中每一點的運算關(guān)系就被完全確定下來。

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性變換：由線性變換的公式可知，a調(diào)整的是圖像的對比度，b調(diào)整的是圖像的亮度。若a=1,b=0，圖像像素不發(fā)生變化；若a=1,b!=0，圖像全部灰度值上移或下移；若a>1，圖像對比度增強；若0<a<1，圖像對比度減??；若a<0，暗區(qū)域變亮，亮區(qū)域變暗，等于圖像求補。

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性變換：由線性變換的公式可知，a調(diào)整的是圖像的對比度，b調(diào)整的是圖像的亮度。若a=1,b=0，圖像像素不發(fā)生變化；若a=1,b!=0，圖像全部灰度值上移或下移；若a>1，圖像對比度增強；若0<a<1，圖像對比度減??；若a<0，暗區(qū)域變亮，亮區(qū)域變暗，等于圖像求補。

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性變換：由線性變換的公式可知，a調(diào)整的是圖像的對比度，b調(diào)整的是圖像的亮度。若a=1,b=0，圖像像素不發(fā)生變化；若a=1,b!=0，圖像全部灰度值上移或下移；若a>1，圖像對比度增強；若0<a<1，圖像對比度減?。蝗鬭<0，暗區(qū)域變亮，亮區(qū)域變暗，等于圖像求補。

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性變換：進行線性變換，我們需要了解一點矩陣計算的知識。下圖表示了三個不同尺寸的矩陣。

3線性變換這三個矩陣可分別用數(shù)字表示為：1*2矩陣DA=[10,20]2*1矩陣DA=[10;20]分號代表換行2*2矩陣DA=[10,20;10,20]本課件是可編輯的正常PPT課件常數(shù)與矩陣的乘法可表示為：DA=[10,20]a*DA=[a*10,a*20],a為常數(shù)常數(shù)與矩陣的加法可表示為：DA=[10,20]DA+b=[10+b,20+b]，b為常數(shù)從而可以推導(dǎo)出線性變換的計算為：1*2矩陣DB=[a*10+b,a*20+b]2*1矩陣DA=[a*10+b;a*20+b]分號代表換行2*2矩陣DA=[a*10+b,a*20+b;

a*10+b,a*20+b]

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：DA是一幅分辨率為1*10像素的單通道圖片，DA=a=1,b=0DB=1*DA+0DB=a=1,b=20DB=1*DA+20DB=a=2,b=0DB=2*DA+0DB=

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（2）：DA=a=1,b=0DB=a=1,b=20DB=a=2,b=50DB=

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（2）：計算DA=a=1,b=0DB=1*DA+0a=1,b=20DB=1*DA+20a=2,b=50DB=2*DA+50

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（3）：編程完成練習(xí)（2）。

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（3）代碼：

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（4）：DB=a.*DA+b，編程實現(xiàn)下列功能（DA、DB的值都要在0~255之間）

增加對比度減小對比度增加亮度反相3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（4）代碼：

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用

gy.geng_yang@本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第三章

圖像的點運算-伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件非線性變換：伽瑪變換直方圖均衡化

1

非線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件冪函數(shù)：y=xγ線性：y=a*x+bγ（gamma)=1非線性:y=xγ

γ>1或

γ<12伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件伽瑪變換：y=x^gamma;gamma>1,較亮的區(qū)域灰度被拉伸，較暗的區(qū)域灰度被壓縮的更暗，圖像整體變暗；gamma<1,較亮的區(qū)域灰度被壓縮，較暗的區(qū)域灰度被拉伸的較亮，圖像整體變亮；2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件伽瑪變換：y=xγ,γ>1或

γ<1,0<=x,y<=12伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DBxy=max(DA)=255min(DA)=0

DB=a*DA+b

a=1/{max(DA)-min(DA)}=1/(255-0)=1/255b=-min(DA)/{max(DA)-min(DA)}=-0/(255-0)=0

2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=(1/255）*x+0x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=2y=x'^2y=[0.0392^2

?]Gamma=0.5y=x'^0.5y=[0.0392^0.5?]2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=2y=x'^2y=[0.00150.00150.00150.00620.00620.00620.00620.00150.00150.0015]Gamma=0.5y=x'^0.5y=[0.19800.19800.19800.28010.28010.28010.28010.19800.19800.1980]2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（1）：1、手工計算；2、編程計算x=[10101020202020101010]歸一化：x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=3y=Gamma=0.2;y=Gamma=0.1;y=2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（1）代碼：2伽瑪變換importnumpyasnp#聲明一個numpy數(shù)組并賦值data=np.asarray([10,10,10,20,20,20,20,10,10,10])#歸一化normalized_data=data/255.0#伽馬值gamma=2#輸出結(jié)果print('歸一化:',normalized_data)print('伽馬變換:',np.power(normalized_data,gamma))本課件是可編輯的正常PPT課件冪函數(shù)：y=xγ0<=x<=10<=y<=1線性：y=a*x+bγ（gamma)=1非線性:y=xγ

γ>1或

γ<1

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DB00=max(DA)=?min(DA)=?

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DB00=max(DA)=255min(DA)=0

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DBxy=max(DA)=255min(DA)=0

DB=a*DA+b

a=1/{max(DA)-min(DA)}=?b=-min(DA)/{max(DA)-min(DA)}=?

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DBxy=max(DA)=255min(DA)=0

DB=a*DA+b

a=1/{max(DA)-min(DA)}=1/(255-0)=1/255b=-min(DA)/{max(DA)-min(DA)}=-0/(255-0)=0

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DBxy=

DB=a*DA+b

a=1/{max(DA)-min(DA)}=1/(255-0)=1/255b=-min(DA)/{max(DA)-min(DA)}=-0/(255-0)=0

若DA00=50DB00=?

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DBxy=

DB=a*DA+b

a=1/{max(DA)-min(DA)}=1/(255-0)=1/255b=-min(DA)/{max(DA)-min(DA)}=-0/(255-0)=0

DB=(1/255）*DA+0，

若DA00=50DB00=a*50+0=(1/255)*50+0=0.1960784313725

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件伽瑪變換：以伽瑪變換為例，y=x^gamma;gamma>1,較亮的區(qū)域灰度被拉伸，較暗的區(qū)域灰度被壓縮的更暗，圖像整體變暗；gamma<1,較亮的區(qū)域灰度被壓縮，較暗的區(qū)域灰度被拉伸的較亮，圖像整體變亮；

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件伽瑪變換：y=xγ,γ>1或

γ<1,0<=x,y<=1

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=(1/255）*x+0x'=[(1/255)*10+0?]x'=[0.0392?]

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=(1/255）*x+0x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=(1/255）*x+0x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=2y=x'^2y=[0.0392^2

?]Gamma=0.5y=x'^0.5y=[0.0392^0.5?]

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=2y=x'^2y=[0.00150.00150.00150.00620.00620.00620.00620.00150.00150.0015]Gamma=0.5y=x'^0.5y=[0.19800.19800.19800.28010.28010.28010.28010.19800.19800.1980]

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（1）：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=3y=Gamma=0.2;y=Gamma=0.1;y=

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（2）編程實現(xiàn)下面的變換2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（3）編程實現(xiàn)下面的變換x是一幅10個像素的單通道圖像：x=[10101020202020101010]γ=22伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用、楊耿

gy.geng_yang@本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第四章

圖像的點運算-直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件概率論基礎(chǔ)回顧：a.直方圖某個類別的次數(shù)統(tǒng)計

1直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像：灰度數(shù)字圖像是單通道圖像，顯示為從最暗黑色到最亮的白色的灰度，每個像素值是0~255范圍彩色圖片可以根據(jù)公式轉(zhuǎn)換成灰度圖片

1

直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計

1

直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計單通道圖片矩陣0的個數(shù)？

1的個數(shù)? 2的個數(shù)？ ............... 255的個數(shù)？

1直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計單通道圖片矩陣0的個數(shù)5

1的個數(shù)0 2的個數(shù)0 ...............050的個數(shù)1...............0 255的個數(shù)3

1直方圖

本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計

1

直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件灰度直方圖：記錄每個灰度的像素的個數(shù)；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1直方圖第10個灰度級個數(shù)即像素值等于10的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件灰度直方圖：記錄每個灰度的像素的個數(shù)；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1

直方圖第20個灰度級個數(shù)即像素值等于20的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖作用：均衡化或規(guī)定化進行圖像增強直接對比直方圖判斷是否相似圖片對比直方圖進行圖像搜索

1直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化作用：假如圖像的灰度分布不均勻，其灰度分布集中在較窄的范圍內(nèi)，使圖像的細節(jié)不夠清晰，對比度較低。通常采用直方圖均衡化及直方圖規(guī)定化兩種變換，使圖像的灰度范圍拉開或使灰度均勻分布，從而增大反差，使圖像細節(jié)清晰，以達到增強的目的。直方圖均衡化，對圖像進行非線性拉伸，重新分配圖像的灰度值，使一定范圍內(nèi)圖像的灰度值大致相等。這樣，原來直方圖中間的峰值部分對比度得到增強，而兩側(cè)的谷底部分對比度降低，輸出圖像的直方圖是一個較為平坦的直方圖

2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

1-2直方圖均衡化均勻分布本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第0個灰度級個數(shù)即像素值等于0的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第1個灰度級個數(shù)即像素值等于1的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第2個灰度級個數(shù)即像素值等于2的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第10個灰度級個數(shù)即像素值等于10的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第11個灰度級個數(shù)即像素值等于11的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第20個灰度級個數(shù)即像素值等于20的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第255個灰度級個數(shù)即像素值等于255的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]直方圖HIST的面積=所有個數(shù)之和

=1+0+...+5+...0+...+3+0+...+1=10

2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25

2直方圖均衡化第0個灰度級個數(shù)即像素值等于0的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB1=(第0個灰度級的像素個數(shù)+第1個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=（1+0）*255/10=25

2直方圖均衡化第1個灰度級個數(shù)即像素值等于1的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25DB1=(第0個灰度級的像素個數(shù)+第1個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25DB10=（1+0+0+…+5）*255/10=153

2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件DB20=（1+0+0+…+5+3）*255/10=229DB255=（1+0+0+…+5+3+1）*255/10=255DA=[01010202552020101010]DB=[25153153229255229229153153153]DB-HIST=[0...00100…00500…3000…001]

2直方圖均衡化第25個灰度級個數(shù)即像素值等于25的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件DB20=（1+0+0+…+5+3）*255/10=229DB255=（1+0+0+…+5+3+1）*255/10=255DA=[01010202552020101010]DB=[25153153229255229229153153153]DB-HIST=[0...00100…00500…3000…001]

2直方圖均衡化第153個灰度級個數(shù)即像素值等于153的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（1）

[2552512552511751272551306]1：計算直方圖2：計算均衡化后的直方圖3：計算均衡化后的圖像

2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件

3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件

3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件概率論基礎(chǔ)回顧：a.直方圖某個類別（組距）的次數(shù)統(tǒng)計

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件圖像的直方圖用來表征該圖像像素值的分布情況，用一定數(shù)目的小區(qū)間來指定表征像素值的范圍,每個小區(qū)間會得到落入該小區(qū)間表示范圍的像素數(shù)目。圖像直方圖圖形化顯示不同的像素值在不同的強度值上的出現(xiàn)頻率，對于灰度圖像來說強度范圍為[0~255]之間，對于RGB的彩色圖像可以獨立顯示三種顏色的圖像直方圖。為簡化問題，下面我們僅討論灰度圖像?；叶葦?shù)字圖像是單通道圖像，顯示為從最暗黑色到最亮的白色的灰度，每個像素值是0~255范圍。直方圖均衡化是指將一幅圖像的灰度直方圖變平,使變換后的圖像中每個灰度值的分布概率都相同。在對圖像做進一步處理之前,直方圖均衡化通常是對圖像灰度值進行歸一化的一個方法,并且可以增強圖像的對比度。

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像：灰度數(shù)字圖像是單通道圖像，顯示為從最暗黑色到最亮的白色的灰度，每個像素值是0~255范圍彩色圖片可以根據(jù)公式轉(zhuǎn)換成灰度圖片

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計單通道圖片矩陣0的個數(shù)？

1的個數(shù)? 2的個數(shù)？ ............... 255的個數(shù)？

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計單通道圖片矩陣0的個數(shù)5

1的個數(shù)0 2的個數(shù)0 ...............050的個數(shù)1...............0 255的個數(shù)3

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度直方圖：記錄每個灰度的像素的個數(shù)；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1-2直方圖均衡化第10個灰度級個數(shù)即像素值等于10的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件灰度直方圖：記錄每個灰度的像素的個數(shù)；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1-2直方圖均衡化第20個灰度級個數(shù)即像素值等于20的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖作用：均衡化或規(guī)定化進行圖像增強直接對比直方圖判斷是否相似圖片對比直方圖進行圖像搜索

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化作用：假如圖像的灰度分布不均勻，其灰度分布集中在較窄的范圍內(nèi)，使圖像的細節(jié)不夠清晰，對比度較低。通常采用直方圖均衡化及直方圖規(guī)定化兩種變換，使圖像的灰度范圍拉開或使灰度均勻分布，從而增大反差，使圖像細節(jié)清晰，以達到增強的目的。直方圖均衡化，對圖像進行非線性拉伸，重新分配圖像的灰度值，使一定范圍內(nèi)圖像的灰度值大致相等。這樣，原來直方圖中間的峰值部分對比度得到增強，而兩側(cè)的谷底部分對比度降低，輸出圖像的直方圖是一個較為平坦的直方圖

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

1-2直方圖均衡化均勻分布本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化公式其中，A表示圖像的面積，即像素總數(shù)，Hi為灰度級i出現(xiàn)的次數(shù)，即第i個灰度級的像素個數(shù)。

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第0個灰度級個數(shù)即像素值等于0的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第1個灰度級個數(shù)即像素值等于1的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第2個灰度級個數(shù)即像素值等于2的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第10個灰度級個數(shù)即像素值等于10的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第11個灰度級個數(shù)即像素值等于11的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第20個灰度級個數(shù)即像素值等于20的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第255個灰度級個數(shù)即像素值等于255的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]直方圖HIST的面積=所有個數(shù)之和

=1+0+...+5+...0+...+3+0+...+1=10

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25

1-2直方圖均衡化第0個灰度級個數(shù)即像素值等于0的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB1=(第0個灰度級的像素個數(shù)+第1個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=（1+0）*255/10=25

1-2直方圖均衡化第1個灰度級個數(shù)即像素值等于1的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25DB1=(第0個灰度級的像素個數(shù)+第1個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25DB10=（1+0+0+…+5）*255/10=153

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件DB20=（1+0+0+…+5+3）*255/10=229DB255=（1+0+0+…+5+3+1）*255/10=255DA=[01010202552020101010]DB=[25153153229255229229153153153]DB-HIST=[0...00100…00500…3000…001]

1-2直方圖均衡化第25個灰度級個數(shù)即像素值等于25的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件DB20=（1+0+0+…+5+3）*255/10=229DB255=（1+0+0+…+5+3+1）*255/10=255DA=[01010202552020101010]DB=[25153153229255229229153153153]DB-HIST=[0...00100…00500…3000…001]

1-2直方圖均衡化第153個灰度級個數(shù)即像素值等于153的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（3）

[2552512552511751272551306]步驟一：計算直方圖，步驟二：根據(jù)直方圖計算均衡化后的圖像步驟二：計算均衡化后的直方圖

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化實現(xiàn)了圖像灰度的均衡分布，對提高圖像對比度、提升圖像亮度具有明顯的作用。在實際應(yīng)用中，有時并不需要圖像的直方圖具有整體的均勻分布，而希望直方圖與規(guī)定要求的直方圖一致，這就是直方圖規(guī)定化

1-3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件

1-3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件

1-3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（2）

編程實現(xiàn)直方圖均衡化、規(guī)定化3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用

本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第五章

幾何變換-平移本課件是可編輯的正常PPT課件(1)概念

基本的圖像幾何變換包括平移、縮放、旋轉(zhuǎn)例如：1基本幾何變換本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的圖像為例（M=N=2）每個像素都有坐標（X,Y）以及像素值DAxy

1基本幾何運算本課件是可編輯的正常PPT課件

點運算：對DAxy進行操作改變

幾何運算：對x,y進行操作，對像素個數(shù)進行操作

1基本幾何運算本課件是可編輯的正常PPT課件（2）平移變換

2平移變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原圖像：第一步原始坐標【00】【10】【20】【01】【11】【21】【02】【12】【22】第二步，代入矩陣公式Tx=1,Ty=2變換后的坐標2平移變換【12】【22】【32】【13】【23】【33】【14】【24】【34】第三步根據(jù)新坐標求變換后的圖像本課件是可編輯的正常PPT課件

矩陣乘法（1）第一個矩陣的列數(shù)和第二個矩陣的行數(shù)相同

A=[45]1（行）*2（列）

矩陣B=[22*1矩陣3]C=[236]1*3矩陣

A，B，C誰可以乘以誰？A*B√B*A×A*C×B*C×C*B×

C*A×

3矩陣運算本課件是可編輯的正常PPT課件

矩陣乘法（2）第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩陣B=[22*1矩陣3]A*B=[4*2+]

3矩陣運算本課件是可編輯的正常PPT課件

矩陣乘法（2）第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩陣B=[22*1矩陣3]A*B=[4*2+5*3]=[23]

3矩陣運算本課件是可編輯的正常PPT課件

矩陣乘法（2）第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩陣B=[212*2矩陣

31]C=A*B=[C00=4*2+

5*3,C01=？]

3矩陣運算本課件是可編輯的正常PPT課件

矩陣乘法（2）第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩陣B=[212*2矩陣31]C=A*B=[C00=4*2+

5*3,C01=4*1+5*1]

=[239]3矩陣運算本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)1原圖像：Tx=1,Ty=2求變換后的圖像，寫出矩陣運算的步驟2平移變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)2編程實現(xiàn)平移變換2平移變換本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用

本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第六章

幾何變換-縮放本課件是可編輯的正常PPT課件1縮放變換本課件是可編輯的正常PPT課件A=[Sx

00B=[xC=[u0Sy0yv001]

1]1]

A是3*3矩陣，B是3*1矩陣，C是3*1矩陣1縮放變換本課件是可編輯的正常PPT課件C=A*BA=[Sx

00B=[xC=[u0Sy0yv001]

1]1]

C的第1行第1列的值u等于Sx*x+0*y+0*1C的第1行第2列的值v等于？C的第1行第3列的值等于？

第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和1縮放變換本課件是可編輯的正常PPT課件

C=A*BA=[Sx

00B=[xC=[u

0Sy0

yv001]

1]1]

C的第1行第1列的值u等于Sx*x+0*y+0*1C的第1行第2列的值v等于0*x+Sy*y+0*1C的第1行第3列的值等于？

第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和1縮放變換本課件是可編輯的正常PPT課件

C=A*BA=[Sx

00B=[xC=[u

0Sy0

yv

001]

1]1]

C的第1行第1列的值u

=

Sx*x+0*y+0*1=Sx*xC的第1行第2列的值v=

0*x+Sy*y+0*1=Sy*yC的第1行第3列的值1=

0*x+0*y+1*1=1

第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和1縮放變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原圖像像素點的值：每個點對應(yīng)的坐標為【x=0y=0】【10】【20】【01】【11】【21】【02】【12】【22】Sx=1,Sy=21縮放變換步驟：C=A*B0.建立坐標系1.將Sx，Sy的值代入矩陣A2.將某點的坐標x,y值

代入矩陣B3.根據(jù)矩陣乘法，求得該點新坐標u,v的值4.將該點的像素值填入新坐標對應(yīng)位置（同一個坐標系）5.其余坐標沒有像素值的都填0

本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原圖像像素點的值：每個點對應(yīng)的坐標為【x=0y=0】【10】【20】【01】【11】【21】【02】【12】【22】Sx=1,Sy=21縮放變換A=[Sx

00B=[xC=[u

0Sy0

yv001]

1]1]

C的第1行第1列的值u

=

Sx*x+0*y+0*1=Sx*x=1*x=xC的第1行第2列的值v=

0*x+Sy*y+0*1=Sy*yC的第1行第3列的值1=

0*x+0*y+1*1=1本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原圖像像素點的值：每個點對應(yīng)的坐標為【x=0y=0】【10】【20】