数字图像处理—ty
数字图像处理知识点
数字图像处理知识点(总9页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--数字图像处理知识点课程重点：图像数字化，图像变换，图像增强，图像的恢复与重建，图像的编码，图像的分割与特征提取，图像识别。
数字图像处理的基本内容：1、图像获取。
举例：摄像机+图像采集卡、数码相机等。
2、图像增强。
显示图像中被模糊的细节，或是突出图像中感兴趣的特征。
3、图像复原。
以图像退化的数学模型为基础，来改善图像质量。
4、图像压缩。
减小图像的存储量，或者在图像传输时降低带宽。
5、图像分割。
将一幅图像划分为几个组成部分或分割出目标物体。
6、图像的表达与描述。
图像分割后，输出分割标记或目标特征参数。
7、目标识别。
把目标进行分类的过程。
8、彩色图像处理。
9、形态学处理。
10、图像的重建。
第一章导论图像按照描述模型可以分为:模拟图像和数字图像。
1)模拟图像，模拟图像可用连续函数来描述。
其特点：光照位置和光照强度均为连续变化的。
2)数字图像，数字图像是图像的数字表示，像素是其最小的单位,用矩阵或数组来描述图像处理：对图像进行一系列的操作,以达到预期的目的的技术。
内容：研究图像信息的获取、传输、存储，变换、显示、理解与综合利用”的一门崭新学科。
三个层次：狭义图像处理，图像分析，图像理解。
狭义图像处理主要指对图像进行各种操作以改善图像的视觉效果，或对图像进行压缩编码以减少所需存储空间或传输时间、传输通路的要求。
图像分析主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，从而建立对图像的描述。
图像分析是一个从图像到数值或符号的过程。
图像理解则是在图像分析的基础上，进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解译，从而指导和规划行动;图像分析主要是以观察者为中心研究客观世界，图像理解在一定程度上是以客观世界为中心，借助知识、经验等来把握整个客观世界。
图像处理的三个层次：低级图像处理内容：主要对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果、或突出有用信息，并为自动识别打基础，或通过编码以减少对其所需存储空间、传输时间或传输带宽的要求。
数字图像处理及MATLAB实现实验三——图像基本运算
数字图像处理及MATLAB实现实验三——图像基本运算1.图像的点运算1.内容：对⼀灰度图像，通过选择不同的灰度变换函数s=T(r)实现图像的灰度变换范围线性扩展和⾮线性扩展，以及图像的灰度倒置和⼆值化2.实验⽅法：1.选择⼀幅图像lena.jpg，设置输⼊输出变换的灰度级范围，a=0.3,b=0.6,c=0.1,d=0.9。
2.设置⾮线性扩展函数的参数c=2。
3.采⽤灰度倒置变换函数s=255-r进⾏图像变换。
4.设置⼆值化图像的阈值，分别为level=0.4，level=0.7参考程序如下。
%1.图像的点运算%内容：对⼀灰度图像，通过选择不同的灰度变换函数s=T(r)实现图像的灰度变换范围线性扩展和⾮线性扩展，以及图像的灰度倒置和⼆值化%实验⽅法：% 1.选择⼀幅图像lena.jpg，设置输⼊输出变换的灰度级范围，a=0.3,b=0.6,c=0.1,d=0.9。
% 2.设置⾮线性扩展函数的参数c=2。
% 3.采⽤灰度倒置变换函数s=255-r进⾏图像变换。
% 4.设置⼆值化图像的阈值，分别为level=0.4，level=0.7参考程序如下。
I=imread('lena.jpg');figure;subplot(1,3,1);imshow(I);title('原图');J=imadjust(I,[0.3;0.6],[0.1;0.9]);%设置灰度变换的范围subplot(1,3,2);imshow(J);title('线性扩展');I1=double(I);%将图像转换为double类型I2=I1/255;%归⼀化此图像C=2;K=C*log(1+I2);%求图像的对数变换subplot(1,3,3);imshow(K);title('⾮线性扩展');M=255-I;figure;subplot(1,3,1);imshow(M);title('灰度倒置');N1=im2bw(I,0.4);%将此图像⼆值化，阈值为0.4N2=im2bw(I,0.7);%将此图像⼆值化，阈值为0.7subplot(1,3,2);imshow(N1);title('⼆值化阈值0.4');subplot(1,3,3);imshow(N2);title('⼆值化阈值0.7');2.图像的代数运算内容：采⽤正确的图像代数运算⽅法，分别实现图像图像叠加，混合图像的分离和图像的局部显⽰效果1.选取两幅⼤⼩⼀样的灰度图像iena.jpg和rice.jpg，将两幅图像进⾏加法运算，结果如图。
数字图像处理整理经典
名词解释数字图像:是将一幅画而在空间上分割成离散的点（或像元），各点（或像元）的灰度值经量化用离散的整数来表示,形成计算机能处理的形式。
1.数字图像:一幅图像f （x,y）, ^x,y和幅值f为有限的离散数值时，称该图像为数字图像。
图像:是自然生物或人造物理的观测系统对世界的记录，是以物理能量为载体，以物质为记录介质的信息的一种形式。
数字图像处理：采用特定的算法对数字图像进行处理，以获取视觉、接口输入的软硬件所需要数字图像的过程。
图像增强:通过某种技术有选择地突出对某一具体应用有用的信息，削弱或抑制一些无用的信息。
无损压缩:可精确无误的从压缩数据中恢复出原始数据。
灰度直方图:灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图像中具有该灰度级的像素的个数。
或：灰度直方图是指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。
细化:提取线宽为一个像元大小的中心线的操作。
8、8-连通的定义:对于具有值V的像素p和q ,如果q在集合N8 （p）中，则称这两个像素是8- 连通的。
9、中值滤波：中值滤波是指将当前像元的窗口（或领域）中所有像元灰度由小到大进行排序，中间值作为当前像元的输出值。
10、像素的邻域：邻域是指一个像元（x,y）的邻近（周围）形成的像元集合。
即｛（X=p, y=q）｝p、q为任意整数。
像素的四邻域:像素p（X, y）的4 一邻域是：（x+1 , y）, （x-1, y ） , （x, y +1）, （ x , y -1） 1 1、灰度直方图：以灰度值为自变量，灰度值概率函数得到的曲线就是灰度直方图。
12 •无失真编码:无失貞•编码是指压缩图象经解压可以恢复原图象，没有任何信息损失的编码技术。
13.直方图均衡化:直方图均衡化就是通过变换函数将原图像的直方图修正为平坦的直方图, 以此来修正原图像之灰度值。
14.釆样：对图像f（X, y）的空间位置坐标（x, y）的离散化以获取离散点的函数值的过程称为图像的采样。
1 5 .量化：把采样点上对应的亮度连续变化区间转换为单个特立数码的过程，称之为量化，即采样点亮度的离散化。
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数字图像处理知识点总结第一章导论1.图像：对客观对象的一种相似性的生动性的描述或写真。
2.图像分类：按可见性（可见图像、不可见图像），按波段数（单波段、多波段、超波段），按空间坐标和亮度的连续性（模拟和数字）。
3.图像处理：对图像进行一系列操作，以到达预期目的的技术。
4.图像处理三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。
5.图像处理五个模块：采集、显示、存储、通信、处理和分析。
第二章数字图像处理的基本概念6. 模拟图像的表示：f(x，y)＝i(x，y)×r(x，y)，照度分量0< i(x，y)<∞，反射分量0 <r(x ， y)<1.7. 图像数字化：将一幅画面转化成计算机能处理的形式——数字图像的过程。
它包括采样和量化两个过程。
像素的位置和灰度就是像素的属性。
8. 将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。
采样间隔和采样孔径的大小是两个很重要的参数。
采样方式 : 有缝、无缝和重叠。
9. 将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫量化。
10. 表示像素明暗程度的整数称为像素的灰度级（或灰度值或灰度）。
11. 数字图像根据灰度级数的差异可分为：黑白图像、灰度图像和彩色图像。
12.采样间隔对图像质量的影响：一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分辨率低，质量差，严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应；采样间隔越小，所得图像像素数越多，空间分辨率高，图像质量好，但数据量大。
13.量化等级对图像质量的影响：量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图像质量好，但数据量大；量化等级越少，图像层次欠丰富，灰度分辨率低，会出现假轮廓现象，图像质量变差，但数据量小。
但在极少数情况下对固定图像大小时，减少灰度级能改善质量，产生这种情况的最可能原因是减少灰度级一般会增加图像的对比度。
例如对细节比较丰富的图像数字化。
14.数字化器组成：1)采样孔：保证单独观测特定的像素而不受其它部分的影响。
数字图像处理讲课ppt
可见光及红外线成像
左图为放大250倍的 紫杉汾 右图为放大40倍的 胆固醇
华盛顿地区的卫星图像
1 对水有最大的穿透 5 植被和土壤含水量
2 测量植物生活力
3 植被鉴别 4 生物图案和海岸线
6
7
土壤湿度热量
矿物测绘
可见光及红外线成像
微波图像
雷达像一个闪光照相机， 自己提供照明（微波脉 冲），去照明一个区域， 并快速拍摄图像，与照相 机镜头不同，雷达用天线 和计算机记录图像。在雷 达图像中，只能看到反射 到雷达天线的微波能量。
人类最早的图像处理是光学处理，如放大、 缩小、显微等。
1、光学处理：光学滤波器、激光全息技术 2、电子处理：照相、电视信号处理、遥感 图像处理 特点：速度快、实时、并行处理； 精度差、灵活性差。
数字图像处理
一般用数字计算机处理或其他高速、大规模集成数 字硬件处理，所以亦称为计算机图像处理。
对从图像信息转换来的数字电信号进行某些数字 运算或处理，以期提高图像的质量或达到人们所 要求的某些预期的结果。 特点：精度高、灵活性强可以长期保存不失
1929年从伦敦到纽约15级色调通 过电缆传递照片。从早期5个灰度
1921年通过海底电缆传送 ，用电报打印机采用特殊 字符在编码纸带中打印出 来的图像。
到15灰度。
1922年，两次穿越大西 洋后，采用光学还原技
术，从穿孔纸带得到图
像。
简明历史
五十年代中期在太空计划的推动下 开始这项技术的研究。重要标志是 1964 年美国喷气推进实验室（ JPL ） 正式使用数字计算机对“旅行者 7 号”太空船送回的四千多张月球照 片进行了处理。
真。分辨率高、但速度受限。
遥感——数字图像处理名词解释及简单整理
Unit 11、图像是对客观存在的物体的一种相似性的、生动的写真或描述。
2、图像处理的内容它是研究图像的获取、传输、存储、变换、显示、理解与综合利用的一门崭新学科。
根据抽象程度不同可分为三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。
Unit 21、图像数字化是将一幅画面转化成计算机能处理的形式——数字图像的过程。
它包括采样和量化两个过程。
像素的位置和灰度就是像素的属性。
2、将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。
采样间隔和采样孔径的大小是两个很重要的参数。
3、将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫量化。
4、表示像素明暗程度的整数称为像素的灰度级（或灰度值或灰度）。
5、一幅大小为M×N、灰度级数为G的图像所需的存储空间，即图像的数据量，大小为M×N×g （bit）6、数字图像根据灰度级数的差异可分为：黑白图像、灰度图像和彩色图像。
7、对比度是指一幅图象中灰度反差的大小。
对比度=最大亮度/最小亮度8、清晰度由图像边缘灰度变化的速度来描述。
9、灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现的频率。
以灰度级为横坐标，纵坐标为灰度级的频率，绘制频率同灰度级的关系图就是灰度直方图。
10、简述灰度直方图的应用。
1）.数字化参数（判断量化是否恰当）。
2）. 边界阈值选取（确定图像二值化的阈值）。
3）. 利用直方图统计图像中物体的面积。
4）. 计算图像信息量H（熵）。
5）. 利用直方图分析图像的特性。
6）. 利用直方图进行图像增强。
11、对于任一像素（i，j），该像素周围的像素构成的集合{（i+p,j+q），p、q取合适的整数}，叫做该像素的邻域。
12、对输入图像IP（i,j）处理时，某一输出像素JP(i,j)值由输入图像像素（i,j)及其邻域N(IP(i,j))中的像素值确定。
这种处理称为局部处理。
13、在局部处理中，当输出值JP(i,j)仅与IP(i,j)有关，则称为点处理。
14、在局部处理中，输出像素JP(i,j)的值取决于输入图像大范围或全部像素的值，这种处理称为大局处理。
数字图像处理—ty
实验二数字图像处理基础及OpenCV一．安装OpenCV2.4.11将opencv-2.4.11.exe解压并安放到某个目录下，例如D:\，如右图1，则在D盘会出现opencv 的文件夹。
图1二．设置环境变量1.右击“计算机”→“属性”→“高级系统设置”→“环境变量”如下图2所示：图22. 系统变量设置（1）设置系统变量PATH选中PATH，单击编辑。
在PATH的末尾添加以下路径：D:\opencv\build\x86\vc10\bin注意：1、要在该路径前添加英文分号，以与前面的路径隔开，但该路径末尾不可加英文分号，除非还要在其后添加路径。
2、可根据自己的情况，将其改为你的opencv\build\x86\vc10\bin文件夹所在的路径；3、注意：如果使用的是64位系统，不用设置成opencv\build\x64\vc10\bin，而是设置成opencv\build\x86\vc10\bin。
4、路径中的VC10是和VS的版本号有关的，vc10,vc11,vc12分别表示VS2010,VS2012,VS2013的Visual Studio使用的编译器版本，根据自己的VS版本来填写正确的编译器版本号。
（2）在系统变量中新建OpenCV变量单击新建，在弹出的对话框中，将变量名（可以自己定义）和变量值分别设置为OPENCV和D: \opencv\build。
你要根据自己安装的路径来选择，找到opencv文件下的build即可，如图3。
图3注意：设置完环境变量，需要重启电脑，才能生效。
三．对VS2010的环境配置配置VS2010，即告诉VC去什么地方寻找OpenCV的头文件和库。
1.新建一个VS项目（1）打开VS2010，文件→新建项目→MF应用程序，在这里，我给项目命名为configuration，位置是在：E盘下新建的一个opencvproject文件夹中，如图4单击确定。
图4（2）选择“下一步”（3）选择“基于对话框”，再单击“完成”。
数字图像处理实验总结报告
数字图像办理实验报告数字图像办理实验报告1一. 实验内容:主假如图像的几何变换的编程实现,详细包含图像的读取、改写,图像平移,图像的镜像,图像的转置,比率缩放,旋转变换等.详细要求以下:1.编程实现图像平移，要求平移后的图像大小不变;2.编程实现图像的镜像;3.编程实现图像的转置;4.编程实现图像的比率缩放，要求分别用双线性插值和近来邻插值两种方法来实现，并比较两种方法的缩放成效;5.编程实现以随意角度对图像进行旋转变换，要求分别用双线性插值和近来邻插值两种方法来实现，并比较两种方法的旋转成效.二.实验目的和意义:本实验的目的是使学生熟习并掌握图像办理编程环境,掌握图像平移、镜像、转置和旋转等几何变换的方法，并能经过程序设计实现图像文件的读、写操作，及图像平移、镜像、转置和旋转等几何变换的程序实现.三.实验原理与主要框架:3.1 实验所用编程环境:Visual C++(简称VC)是微软企业供给的鉴于C/C++的应用程序集成开发工具.VC拥有丰富的功能和大批的扩展库，使用它能有效的创立高性能的Windows应用程序和Web应用程序.VC除了供给高效的C/C++编译器外，还供给了大批的可重用类和组件，包含有名的微软基础类库(MFC)和活动模板类库(ATL)，所以它是软件开发人员屈指可数的开发工具.VC丰富的功能和大批的扩展库，类的重用特征以及它对函数库、DLL 库的支持能使程序更好的模块化，并且经过导游程序大大简化了库资源的使用和应用程序的开发，正因为VC拥有显然的优势，因此我选择了它来作为数字图像几何变换的开发工具.在本程序的开发过程中，VC的核心知识、信息映照体制、对话框控件编程等都获取了生动的表现和灵巧的应用.3.2 实验办理的对象:256色的BMP(BIT MAP )格式图像BMP(BIT MAP )位图的文件结构:详细构成图: BITMAPFILEHEADER位图文件头(只用于BMP文件) bfType="BM" bfSize bfReserved1bfReserved2bfOffBitsbiSizebiWidthbiHeightbiPlanesbiBitCountbiCompressionbiSizeImagebiXPelsPerMeterbiYPelsPerMeterbiClrUsedbiClrImportant单色DIB有2个表项16色DIB有16个表项或更少256色DIB有256个表项或更少真彩色DIB没有调色板每个表项长度为4字节(32位)像素依据每行每列的次序摆列每一行的字节数一定是4的整数倍BITMAPINFOHEADER 位图信息头 Palette 调色板 DIB Pixels DIB图像数据1. BMP文件构成BMP文件由文件头、位图信息头、颜色信息和图形数据四部分构成.2. BMP文件头BMP文件头数据结构含有BMP文件的种类(一定为BMP)、文件大小(以字节为单位)、位图文件保存字(一定为0)和位图开端地点(以相关于位图文件头的偏移量表示)等信息.3. 位图信息头BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸(宽度,高度等都是以像素为单位,大小以字节为单位, 水平易垂直分辨率以每米像素数为单位) ,目标设施的级别，每个像素所需的位数, 位图压缩种类(一定是 0)等信息.4. 颜色表颜色表用于说明位图中的颜色，它有若干个表项，每一个表项是一个RGBQUAD种类的结构，定义一种颜色.详细包含蓝色、红色、绿色的亮度(值范围为0-255)位图信息头和颜色表构成位图信息5. 位图数据位图数据记录了位图的每一个像素值，记录次序是在扫描行内是从左到右,扫描行之间是从下到上.Windows规定一个扫描行所占的字节数一定是 4的倍数(即以long 为单位),不足的以0填补.3.3 BMP(BIT MAP )位图的显示:①一般显示方法:1. 申请内存空间用于寄存位图文件2. 位图文件读入所申请内存空间中3. 在函数顶用创立显示用位图, 用函数创立兼容DC,用函数选择显示删除位图但以上方法的弊端是: 1)显示速度慢; 2) 内存占用大; 3) 位图在减小显示时图形失真大,(可经过安装字体光滑软件来解决); 4) 在低颜色位数的设施上(如256显示模式)显示高颜色位数的图形(如真彩色)图形失真严重.②BMP位图缩放显示 :用视频函数来显示位图，内存占用少，速度快，并且还能够对图形进行淡化(Dithering )办理.淡化办理是一种图形算法，能够用来在一个支持比图像所用颜色要少的设施上显示彩色图像.BMP位图显示方法以下:1. 翻开视频函数，一般放在在结构函数中2. 申请内存空间用于寄存位图文件3. 位图文件读入所申请内存空间中4. 在函数中显示位图5. 封闭视频函数 ,一般放在在析构函数中以上方法的长处是: 1)显示速度快; 2) 内存占用少; 3) 缩放显示时图形失真小,4) 在低颜色位数的设施上显示高颜色位数的图形图形时失真小; 5) 经过直接办理位图数据，能够制作简单动画.3.4 程序顶用到的接见函数Windows支持一些重要的DIB接见函数，可是这些函数都还没有被封装到MFC中，这些函数主要有：1. SetDIBitsToDevice函数：该函数能够直接在显示器或打印机上显示DIB. 在显示时不进行缩放办理.2. StretchDIBits函数：该函数能够缩放显示DIB于显示器和打印机上.3. GetDIBits函数：还函数利用申请到的内存，由GDI位图来结构DIB.经过该函数，能够对DIB的格式进行控制，能够指定每个像素颜色的位数，并且能够指定能否进行压缩.4. CreateDIBitmap函数：利用该函数能够从DIB出发来创立GDI 位图.5. CreateDIBSection函数：该函数能创立一种特别的DIB，称为DIB项，而后返回一个GDI位图句柄.6. LoadImage函数：该函数能够直接从磁盘文件中读入一个位图，并返回一个DIB句柄.7. DrawDibDraw函数：Windows供给了窗口视频(VFW)组件，Visual C++支持该组件.VFW中的DrawDibDraw函数是一个能够代替StretchDIBits的函数.它的最主要的长处是能够使用颤动颜色，并且提升显示DIB的速度，弊端是一定将VFW代码连结到进度中.3.5 图像的几何变换图像的几何变换，往常包含图像的平移、图像的镜像变换、图像的转置、图像的缩放和图像的旋转等.数字图像办理实验报告2一、实验的目的和意义实验目的：本实验内容旨在让学生经过用VC等高级语言编写数字图像办理的一些基本算法程序，来稳固和掌握图像办理技术的基本技术，提升实质着手能力，并经过实质编程认识图像办理软件的实现的基来源理。
数字图像处理基本概念
美国航天器传送的 第一张月球照片， “旅行者7号”卫 星1964年7月31日9 点09分（东部白天 时间）在光线影响 月球表面17分钟时 摄取的图像
绪论
数字图像处理的起源
开始用于医学图像、地球遥感、天文学等领
3. 20世纪60年代末、70年代初 域
胸部X射线图像
头部CT图像
绪论
数字图像处理的起源
数字图像处理的主要研究内容
4.
图像分割
图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。图像分割将图像 中有意义的特征提取出来（物体的边缘、区域），它是进行进 一步图像识别、分析和图像理解的基础。 虽然目前已研究出了不少边缘提取、区域分割的方法，但还没 有一种普遍适用于各种图像的有效方法。对图像分割的研究还 在不断的深入中，是目前图像处理研究的热点方向之一。
（2）图像分析：对图像中感兴趣的目标进
行提取和分割，获得目标的客观信息（特点 或性质），建立对图像的描述； 以观察者为中心研究客观世界； 图像分析是一个从图像到数据的过程。
数字图像处理各层次关系
(3)
图像理解：研究图像中各目标的性质和
它们之间的相互联系；得出对图像内容含义 的理解及原来客观场 景的解释； 以客观世界为中心，借助知识、经验来推 理、认识客观世界，属于高层操作（符号 运算）。
数字图像处理的概念
2. 图像处理涉及的相关领域：（图像分析、计算机 视觉） 低级处理：输入输出均为图像 （如图像缩放、 图像平滑） 中级处理：输入图像，输出提取的特征 （如区 域分割、边界检测） 高级处理：理解识别的图像 ( 如无人驾驶，自 动机器人)
3.数字图像处理 包括输入和输出均是图像的处理，同时也包括 从图像中提取特征及识别特定物体的处理。
数字图像的几何运算
数字图像的几何运算数字图像的几何运算是图像处理中的一项重要技术，通过对原始图像进行一系列几何变换来改变图像的位置、姿态、大小、形状等方面，进而实现图像的增强、修复、配准、配对等应用。
数字图像的几何运算包括平移、旋转、缩放、翻转、仿射变换等多种运算，它们可以单独进行，也可以结合使用。
下面将介绍这些几何运算的原理和应用。
一、平移平移是将图像沿着指定的方向平移一定距离的操作，其公式为：x' = x + txy' = y + ty其中(x, y)为原始坐标，(x', y')为平移后的坐标，tx和ty分别表示在x和y方向上平移的像素数。
平移可以用来调整图像的位置，比如将图像居中、左右移动、上下移动等，对于某些需要对齐的图像，也可以通过平移使它们重合。
在实现时，可以通过对原始图像的每个像素进行平移，然后重新生成新图像的方式来实现。
二、旋转旋转是将图像绕一个点或一个轴线旋转一定角度的操作，其公式为：三、缩放缩放是将图像在水平、垂直或同时两个方向上缩小或放大的操作，其公式为：四、翻转在实现时，可以通过对原始图像的每个像素进行翻转，然后重新生成新图像的方式来实现。
翻转可以用来调整图像的朝向，比如将图像视角从左向右变为从右向左、将图像视角从上向下变为从下向上等。
在某些应用中，还常常需要同时对图像进行水平和垂直方向上的反转，以获取更加鲜明的效果。
五、仿射变换仿射变换是指将图像在平移、旋转、缩放和翻转的基础上进行进一步灵活变换的操作，其公式为：其中A、B、C、D、E、F分别为6个未知参数，需要根据实际情况进行确定。
仿射变换可以用来调整图像的形状和姿态，比如将图像从一个角度旋转至另一个角度或进行扭曲、变形等。
在实现时，可以通过对原始图像的每个像素进行仿射变换，然后重新生成新图像的方式来实现。
总结数字图像的几何运算是数字图像处理中的基础操作，它能够调整图像的位置、姿态、大小、形状等方面，为后续的图像处理提供重要支持。
简述图像几何变换的类型与方法
程序开始⎩简述图像几何变换的类型和方法数字图像处理，就是利用数字计算机或则其他数字硬件，对从图像信息转换而得到的电信号进行某些数学运算，以提高图像的实用性。
例如从卫星图片中提取目标物的特征参数， 三维立体断层图像的重建等。
总的来说，数字图像处理包括点运算、几何处理、图像增强、图像复原、图像形态学处理、图像编码、图像重建、模式识别等。
目前数字图像处理的应用越来越广泛，已经渗透到工业、医疗保健、航空航天、军事等各个领域，在国民经济中发挥越来越大的作用。
图像的几何变换，通常包括图像的平移、图像的镜像变换、图像的转置、图像的缩放和图像的旋转等。
程序基本框架如下：图 图 图 图 图 像 像 像 像 像 的 的 的 的 的 平 移镜 像 转 置 缩 放旋 转1 图像的平移图像的平移是几何变换中最简单的变换之一。
1．1 理论基础图像平移就是将图像中所有的点都按照指定的平移量水平、垂直移动。
设（x0，y0）为原图像上的一点，图像水平平移量为 tx ，垂直平移量为 ty ， 则平移后点（x0，y0）坐标将变为（x1，y1）。
显然（x0，y0）和（x1，y1）的关系如下：⎧ x 1 = ⎨y 1 = x 0 + txy 0 + ty1程序结束读写 BMP 图像用矩阵表示如下：⎡x1⎤⎡1 0 tx⎤⎡x0⎤⎢y1⎥=⎢0 1 ty⎥⎢y0⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎣1⎥⎦⎢⎣001⎥⎦⎢⎣1⎥⎦对该矩阵求逆，可以得到逆变换：⎡x0⎤⎡1 0-tx⎤⎡x1⎤⎢y0⎥=⎢0 1-ty⎥⎢y1⎥即⎧x0 = x1 -tx⎢⎥⎢ ⎥⎢⎥⎨y0 = y1 -ty ⎢⎣1 ⎥⎦⎢⎣00 1⎥⎦⎢⎣1⎥⎦⎩这样，平移后的图像上的每一点都可以在原图像中找到对应的点。
例如，对于新图中的（0，0）像素，代入上面的方程组，可以求出对应原图中的像素（-tx，-ty）。
如果tx 或ty 大于0，则（- tx，- ty）不在原图中。
对于不在原图中的点，可以直接将它的像素值统一设置为0 或则255（对于灰度图就是黑色或白色）。
(完整版)数字图像处理课件第二章PPT文档
➢位图修改麻烦，矢量图形修改随心所欲
位图的编辑受到限制。位图是像素的排列，局部移动 或改变会影响到其他部分的像素(包括前面讲的对图像进 行放大)。
虽然矢量图形的作画方式特别（如前述例子），但是 在修改方面却是比点位图更胜一筹。在矢量图形中，一 个图形对象的改变，不会影响其他图形对象。
位图难以重复使用，矢量图形可以随意重复使用 在漫画创作中，尤其在漫画故事创作中，若能重复使用一些图像元素，可以大大提高创作效率。
采样方式：有缝、无缝和重叠采样。
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第二章 数字图像处理基础
量化过程
将各像素的明暗信息离散化，用数字表示像素 点信息称为图像的量化。
量化值一般用整数来表示。考虑人眼的识别能 力，目前非特殊用途的图像均为8bit量化，即 用0~255描述“黑~白”。
若连续灰度值用z来表示，对于满足 zi≤z≤zi+1的z值，都量化为整数qi。qi称为像 素的灰度值，z与qi的差称为量化误差。
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第二章 数字图像处理基础
量化过程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Zi＋ 1 Zi
Zi－ 1
qi＋ 1 qi－ 1
连续 灰度值 灰度 标度
量 化 值 (整 数 值 ) 灰度 量化
(a)
…
…
2 55 2 54
1 28 1 27
1 0
量化为8 bit
(b)
20
第二章 数字图像处理基础
量化级数
每个像素量化后的灰度二进制位数为Q，一般Q总是 取为2的整数幂，即Q=2k。
31
第二章 数字图像处理基础 基本相同的一幅Corel Draw矢量图漫画。同样是要修改女
孩的腰部。很简单，选择修改工具，如图2拖拉一下腰部曲线 的节点就可以把腰部调细了，如图3。不满意，再调整一下即 可(这种调整修改不会影响到其他图形对象，可以随意修改)。
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实验二数字图像处理基础及OpenCV一．安装OpenCV2.4.11将opencv-2.4.11.exe解压并安放到某个目录下，例如D:\，如右图1，则在D盘会出现opencv 的文件夹。
图1二．设置环境变量1.右击“计算机”→“属性”→“高级系统设置”→“环境变量”如下图2所示：图22. 系统变量设置（1）设置系统变量PATH选中PATH，单击编辑。
在PATH的末尾添加以下路径：D:\opencv\build\x86\vc10\bin注意：1、要在该路径前添加英文分号，以与前面的路径隔开，但该路径末尾不可加英文分号，除非还要在其后添加路径。
2、可根据自己的情况，将其改为你的opencv\build\x86\vc10\bin文件夹所在的路径；3、注意：如果使用的是64位系统，不用设置成opencv\build\x64\vc10\bin，而是设置成opencv\build\x86\vc10\bin。
4、路径中的VC10是和VS的版本号有关的，vc10,vc11,vc12分别表示VS2010,VS2012,VS2013的Visual Studio使用的编译器版本，根据自己的VS版本来填写正确的编译器版本号。
（2）在系统变量中新建OpenCV变量单击新建，在弹出的对话框中，将变量名（可以自己定义）和变量值分别设置为OPENCV和D: \opencv\build。
你要根据自己安装的路径来选择，找到opencv文件下的build即可，如图3。
图3注意：设置完环境变量，需要重启电脑，才能生效。
三．对VS2010的环境配置配置VS2010，即告诉VC去什么地方寻找OpenCV的头文件和库。
1.新建一个VS项目（1）打开VS2010，文件→新建项目→MF应用程序，在这里，我给项目命名为configuration，位置是在：E盘下新建的一个opencvproject文件夹中，如图4单击确定。
图4（2）选择“下一步”（3）选择“基于对话框”，再单击“完成”。
2.设置VS项目的调用路径（1）点击“视图”→“属性管理器”，如下图5所示。
图5（2）从左侧项目中打开“Debug|Win32”→“er”，双击“er”，弹出如下图6所示的窗口。
图6（3）点击左侧VC++目录，编辑右侧的“可执行文件目录”、“包含目录”与“库目录“，分别添加对应的路径，如下图7所示。
图7对应的路径如下：1)可执行文件目录D:\opencv\build\x86\vc10\bin说明：1、可根据自己的情况，将其改为你的opencv\build\x86\vc10\bin文件夹所在的路径；2、即使是64位系统，也要选择 opencv\build\x86\，切记！！2)包含目录D:\ opencv\build\includeD:\ opencv\build\include\opencvD:\ opencv\build\include\opencv2说明：1、可根据自己的情况，将其分别改为你的opencv\build\include、opencv\build\include\opencv和opencv\build\include\opencv2文件夹所在的路径；2、这里的include目录为build文件夹下的include目录，不要选成与build 文件夹在同一个根目录下的那个include文件夹。
3)库目录D:\ opencv\build\x86\vc10\lib说明：1、可根据自己的情况，将其改为你的opencv\build\x86\vc10\lib文件夹所在的路径；2、即使是64位系统，也要选择x86。
（4）附加依赖项1）单击“链接器”→“输入”→“附加依赖项”，如下图8所示。
图82）如下图9所示，在附加依赖项里，添加opencv\build\x86\vc10\lib文件夹里的lib文件名称：图9注意：不要被图片误导，图片中每个.lib之间好像是回车隔开的，其实不是。
你只需要把下面的内容复制进去即可，可以在opencv\build\x86\vc10\lib文件夹里面看到这些文件。
附加依赖项：opencv_calib3d2411d.lib;opencv_contrib2411d.lib;opencv_core2411d.lib;opencv_fea tures2d2411d.lib;opencv_flann2411d.lib;opencv_gpu2411d.lib;opencv_highgui2411d. lib;opencv_imgproc2411d.lib;opencv_legacy2411d.lib;opencv_ml2411d.lib;opencv_no nfree2411d.lib;opencv_objdetect2411d.lib;opencv_photo2411d.lib;opencv_stitching2411d.lib;opencv_ts2411d.lib;opencv_video2411d.lib;opencv_videostab2411d.lib; 3）从左侧项目中打开“Release|Win32”→“er”，双击“er”，单击“链接器”→“输入”→“附加依赖项”，添加以下文件opencv_calib3d2411.lib;opencv_contrib2411.lib;opencv_core2411.lib;opencv_featur es2d2411.lib;opencv_flann2411.lib;opencv_gpu2411.lib;opencv_highgui2411.lib;ope ncv_imgproc2411.lib;opencv_legacy2411.lib;opencv_ml2411.lib;opencv_nonfree2411. lib;opencv_objdetect2411.lib;opencv_photo2411.lib;opencv_stitching2411.lib;open cv_ts2411.lib;opencv_video2411.lib;opencv_videostab2411.lib;kernel32.lib;user32 .lib;gdi32.lib;winspool.lib;comdlg32.lib;advapi32.lib;shell32.lib;ole32.lib;ole aut32.lib;uuid.lib;odbc32.lib;odbccp32.lib完成配置四．OpenCV实现打开并显示图像1.新建项目单击菜单栏的文件->新建->项目，选择Visual C++，MFC应用程序，名称为dispose_picture，选择好路径，然后单击“确定”再单击“下一步”。
选择“基于对话框”、不使用Unicode库，选择“在静态库中使用MFC”，单击“完成”。
随后，会出现一个编辑对话框的界面如图10所示。
图102.为对话框添加打开按钮1.在右侧工具栏选择Button按钮，将其拖到对话框控件，如图11所示。
选中Button1按钮，点击右键，选择属性，修改Caption为“打开图像”，修改ID为IDC_open。
图112.添加消息相应函数，双击“打开图片”按钮，为Cdispose_pictureDlg::OnBnClickedopen()函数添加如图12所示的代码，并添加头文件#include<highgui.h>，此头文件不能在#include "stdafx.h"之前，同时添加外部申明extern IplImage* m_ipl=0;图123.单击调试→启动调试，显示“全部生成成功：1已成功，0已失败，0已跳过”，就可以运行程序了，运行界面如图13所示，单击打开图片就可以完成打开图片的功能。
图134.注意:（1）若不小心关闭dispose_picture.cpp窗口，点击视图→解决方案资源管理器，单击dispose_picture→源文件，即可打开。
（2）若不小心关闭IDD_DISPOSE_PICTURE_DIALOG的对话窗，点击视图→资源视图，单击dispose_picture→dispose_picture.rc→Dialog→IDD_DISPOSE_PICTURE_DIALOG即可打开。
（3）一个button按钮有两个ID会出现错误，如果添加一个button按钮之后双击，此时会建立这个按钮的一个ID(默认值为button n)，随后又修改此按钮的ID,那么又建立了一个ID，一个按钮出现两个ID，编译后会显示第一个ID为未申明的标识符，双击错误，删除ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON n, &Cdispose_pictureDlg::OnBnClicked BUTTON n)即可解决。
五．OpenCV实现图片缩放1.在右侧工具栏添加两个Edit Control控件，单击右键选择属性，修改ID，一个为IDC_Height，另一个为IDC_Width，同时添加相应的Static Text，修改Caption为“高：”和“宽：”，用来接收用户输入缩放后的图像尺寸，然后添加一个缩放按钮，在工具栏添加一个按钮，修改Caption：“缩放”，修改ID：IDC_Resize，并使用一个Group Box将上述控件集中，运行结果如图14所示。
图142.为缩放按钮添加消息响应函数，双击缩放按钮，为Cdispose_pictureDlg::OnBnClickedResize()添加如下图15所示的代码，并添加头文件#include<opencv2\opencv.hpp>图153.可能出现的错误1）显示IDC_Height、IDC_Width为未定义的标识符，解决办法为点击视图→解决方案资源管理器，打开子目录，选中Rsource.h，双击，选中菜单上的全部保存，然后可以看到此时IDC_Height、IDC_Width在此文件中有定义，dispose_pictureDlg.cpp中不再显示IDC_Height、IDC_Width为未定义的标识符。
2)显示Width为未定义的标识符，虽然已定义CString Width，解决办法为菜单→视图→属性管理器→鼠标放在dispose picture，点击右键→属性→配置属性常规→字符集，选择使用多字节字符集，此问题就可以解决。
4. 单击调试→启动调试，显示“全部生成成功：1已成功，0已失败，0已跳过”，就可以运行程序了，打开一个图像，输入缩放后的图像尺寸（高400;宽200），然后单击缩放按钮，就可以对图片进行缩放，如图16。
图16六．OpenCV实现图像旋转1.在右侧工具栏添加一个Edit Control控件，单击右键选择属性，修改ID：IDC_Angle，同时添加相应的Static Text, 修改Caption为“旋转角度”，用来接收用户输入旋转角度，然后添加一个旋转按钮，在工具栏添加一个按钮，修改Caption：“旋转”，修改ID：IDC_Affine，并使用一个Group Box将上述控件集中。