第一章数字图像处理基础解析课件.ppt

1、数字图像基础数字图像基础图像数字化数字化:将一幅图像从原来的形式转化为数字形式的过程。扫描、采样、量化构成了数字化过程图像数字化-术语扫描对一幅图像内给定位置的寻址把图像划分为矩形网格，即光栅扫描的最小单元为像素图像数字化-术语采样在一幅图像的每个像素位置上测量灰度值传感元件将光亮度转化为电压值。对图像信号的定义域离散化量化将测量的灰度值用整数表示通过模数转化器实现对图像信号的值域离散化图像数字化图像的表示 点阵图像（位图）-数字图像常用矩阵来表示：设采样后，每个样本灰度表示为 称为“像素”或“像元”。若取图像尺寸M=N，即i,j=0,1,N-1，则数字图像可用矩阵表示如下 ijjifyxf)

2、,(ijf),()1)(1(1)1(0)1()1(11110)1(00100yxffffffffffNNNNNNijf第j列第i列图像的像素显示器、打印机等的像素 图像的像素 像素的三个属性：大小灰度位置),()1)(1(1)1(0)1()1(11110)1(00100yxffffffffffNNNNNNijf第j列第i列图像的像素 大小与空间分辨率有关灰度与灰度分辨率有关图像的像素-大小 如用扫描仪进行数字化过程中，像素的大小决定于photocell的多少和推进速度长的采样间隔产生低的空间分辨率短的采样间隔产生高的空间分辨率图像的像素-大小 长的采样间隔产生低的空间分辨率短的采样间隔产生高的

3、空间分辨率图像的像素-大小 图像质量与分辨率图像的像素-大小显示器的像素打印机的像素 图像的像素-灰度 位深度 用来存放像素颜色值所用的位数。1位(2色)/4(16)/8(256)/24(真彩色)灰度级表示象素明暗程度的整数量，如0,1,255层次表示灰度级的数量,如16,64,256灰度分辨率指值的单位幅度上包含的灰度级数256个层次的图像64个层次的图像16个层次的图像图像的像素-灰度 位深度 图像的像素-灰度 位深度、灰度级、层次图像的像素-灰度 位深度为1的图像只有黑、白 2个层次的灰度级(值0/1)用一组黑白像素模拟灰度(dithering or halftoning)位深度8的图像

4、有 256个层次的灰度级(值0,1,255)每个像素值可以是黑、白或中间的 254个灰度位深度为12的图像提供了超过4000(212)个层次的灰度级图像的像素-灰度 图像数据的实际层次越多视觉效果就越好图像的像素-灰度 图像的像素位置),()1)(1(1)1(0)1()1(11110)1(00100yxffffffffffNNNNNNijf第j列第i列图像的像素-位置图像的像素-位置 邻域（neighbor）4-邻域D-邻域8-邻域 连通性(adjacency)4-连通8-连通m-连通 距离图像的像素-位置 4-邻域（neighbor）定义象素p(x,y)的4-邻域是(x+1,y)(x-1,y

5、)(x,y+1)(x,y-1)用N4(p)表示p的4-邻域 D-邻域象素p(x,y)的对角上的点(x+1,y+1)(x+1,y-1)(x-1,y+1)(x-1,y-1)用ND(p)表示p的D-邻域8-邻域定义象素p(x,y)的8-邻域是4-邻域的点加上对角上的点(x+1,y+1)(x+1,y-1)(x-1,y+1)(x-1,y-1)用N8(p)表示p的8-邻域 图像的像素-位置 两个像素邻接的两个必要条件是 两个像素的位置在某种情况下是否相邻 两个像素的值是否满足某种相似性邻接(adjacency)类型4-邻接8-邻接m-邻接图像的像素-位置4-邻接(adjacency)定义对于具有值V的象素

6、p和q 如果q在集合N4(p)中则称这两个象素是4-邻接的8-邻接(adjacency)定义对于具有值V的象素p和q 如果q在集合N8(p)中则称这两个象素是8-邻接的图像的像素-位置m-邻接(adjacency)定义对于具有值V的象素p和q 如果:q在集合N4(p)中或qND(p),且N4(p)N4(q)不含值为V的任何象素 则称这两个象素是m-邻接的即4-邻接和D-邻接的混合邻接邻接邻接图像的像素-位置像素临近(adjacent)的定义如果象素p和q是邻接的，则称p临近于q可以定义4-临近(adjacent)8-临近m-临近图像子图临近的定义如果两个图象子集S1和S2 中的某些象素是临近的

7、，则称S1和S2是临近的 图像的像素-位置路径(Path)的定义一条从具有坐标(x,y)的象素p,到具有坐标(s,t)的象素q的路径,是具有坐标(x0,y0),(x1,y1),.,(xn,yn)的不同象素的序列.其中(x0,y0)=(x,y),(xn,yn)=(s,t),(xi,yi)临近于(xi-1,yi-1),1=i=0(D(p,q)=0 仅当p=q)-两点之间距离大于等于0(b)D(p,q)=D(q,p)-距离与方向无关(c)并且D(p,z)=D(p,q)+D(q,z)-两点之间直线距离最短图像的像素-位置欧几里德距离p和q之间的欧基里德距离定义为De(p,q)=(x-s)2+(y-t)

8、2 1/2对于这个距离计算法,具有与(x,y)距离小于等于某个值r的那些象素是包含在以(x,y)为圆心以r为半径的圆环中的那些点图像的像素-位置D4距离城市距离p和q之间的D4距离定义为D4(p,q)=|x-s|+|y-t|具有与(x,y)距离小于等于某个值r 的那些象素形成一个菱形,例如与点(x,y)中心点D4距离小于等于2的象素形成下列常数距离的轮廓具有D4=1的象素是(x,y)的4-邻域图像的像素-位置 D8距离棋盘距离p和q之间的D8距离定义为 D8(p,q)=max(|x-s|,|y-t|);具有D8=1的象素是(x,y)的8-邻域距离小于r的像素围城一个矩形图像的质量 清晰度-与清晰度相关的主要因素 亮度 对比度 主题内容的大小 细微层次 颜色饱和度 等图像的质量 亮度图像的质量 对比度:是指一幅图象中灰度反差的大小图像的质量 对比度:是指一幅图象中灰度反差的大小图像的质量 对比度:是指一幅图象中灰度反差的大小图像的质量 对比度图像的质量 主题内容的大小图像的质量 主题内容的大小图像的质量 主题内容的大小图像的质量细微层次图像的质量 颜色饱和度