数字图像相关性讲稿课件

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第9讲-数字影像相关PPT课件

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4、差平方和(差矢量模)
差平方和的计算公式为:
mn
2
S 2 (c, r)
(gij g 'ir, jc )
i1 j1
若S2(c0,r0)>S2(c,r),则c0,r0为搜索区影像相对于目标区 影像的位移行、列参数。
§9-3 数字影像匹配的基本算法
两影像窗口灰度差平方和即灰度向量X与Y的差矢量X-Y的 模的平方和。它是N维空间点Y与点X之间距离的平方。故 差平方和最小等于N维空间点Y与点X的距离最小。
由于水平影像对上,同名核线的v坐标相等,因此将v´=c带 入右影像共线方程中,就可获得右影像上的同名核线。
此方法的实质就是数字纠正,将倾斜影像上的核线投影到 水平像片上,求得水平影像上的同名核线。
§9-1 核线影像
三、生成核线影像
1、直接在倾斜影像上获取核线影像 在求出了核线后,就可得到核线的斜率K,在核线上根据一 个起点即K,就能确定核线在倾斜影像上的位置,这样就能 获得沿核线方向排列的影像。
§9-3 数字影像匹配的基本算法
同名点的确定是以匹配测度为基础的,因而如何定义匹配 测度,则是影像匹配最首要的任务。在各种实现算法中, 基于统计理论的一些基本方法得到了较广泛的应用。
若影像匹配的目标窗口灰度矩阵为 G(gi,j)(i=1,2,…,m,j=1,2,…,n),m和n是G的行列数。与G相 应的灰度函数为g(x,y),(x,y) ∈D,将G中元素排成一行, 构成一个N=m·n的目标向量X=(x1,x2,…,xN)。搜索区灰度矩 阵为G'(g'i,j)(i=1,2,…,k,j=1,2,…,l),与G'相对应的灰度函数 为g'(x',y'),G'中任意一个N=m·n的子块构成搜索向量,记 为Y=(x1,x2,…,xN)。

第二讲数字图像基础PPT课件

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(1) D ( p , q) ≥ 0 (D ( p , q)=0,当且仅当p =q),
(2) D (p , q) = D (q , p)
(3) D (p , z) ≤ D ( p , q) + D ( q , z)
则称D是距离函数或度量。
1)像素p ( x , y)和q ( s , t)间的欧式距离定义如下:
4邻接:对于具有值V的像素p和q,如果q在集合N 4 (p)中,
则称这两个像素是4邻接的。
8邻接:对于具有值V的像素p和q,如果q在集合N 8 (p)中,
则称这两个像素是8邻接的。
m邻接:对于具有值V的像素p和q,如果满足下列条件之一:
a)q在集合N 4 (p)中,或
b) q在集合N D (p)中,并且N 4 (p)与N 4 (q)的交集为空

具有与(x , y) D 8 距离小于等于某个值 r 的那些像素形
成一个方形 。例如,图为与点(x , y)(中心点)D 8 距离小于
等于2的像素。具有D 8 = 1的像素是(x , y)的8 x , y )r表示光源入射分量, r ( x , y )表示物体
对光源的反射分量。 f ( x , y ) 是单色图像在( x , y )处的
其中
灰度值。
0 <
i(x,y)<∞
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三、图像取样和量化
取样和量化是将连续感知量转化为数字量的处理
方法。
大多数传感器的输出是连续电压波形,为了产生
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四、像素间的基本关系
1、相邻像素:

4邻域
D邻域

8邻域
2、邻接性

4邻接

Lecture2数字图像基础PPT课件

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例子 (调色板色彩数为16x16)
真彩色显示,无需调色板
调色板与图像 原有颜色匹配, 故颜色偏差很 小
调色板与原图 不匹配,图像 出现色偏
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4、图像尺寸 图像尺寸分为像素尺寸和输出尺寸两种。图像的像素尺
寸是指数字化图像像素的多少,用横向与纵向像素的乘积 来表示。描述一幅图像时,这两个参数都要用到。
第2讲 数字图像基础
有趣的视觉现象-错视
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全局-局部
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两可图
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视知觉滞后
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主要内容
图像的分类 图像的基本属性 常用图像文件格式(略) 伽玛校正 抖动 图像特征 图像与情感
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图像的分类
矢量图与点位图
矢量图 用一系列计算机指令来表示一幅图,如 画点、画线、画曲线、画圆、画矩形等。这种方 法实际上是用数学方法来描述一幅图。 优点 ➢ 缩放、旋转、移动时图像不会失真。 ➢ 存储和传输时数据量较小。 缺点 ➢ 图像显示时花费时间比较长。 ➢ 真实世界的彩色图像难以转化为矢量图。 12
图像文件的逻辑结构
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图像文件的格式
在多媒体计算机系统中,不同的压缩方式用不同的文件 格式表示。不同的文件格式用特定的文件扩展名来表示, 常见的图像文件格式有BMP、PCX、GIF、JPG、TIF、 TGA、PNG、PSD和MPT等。 1、BMP格式
BMP格式是一种与设备无关的图像文件格式,采用位映 射存储形式,支持RGB、索引色、灰度和位图色彩模式。 利用Windows的画图软件可以将图像存储成BMP格式图 像文件。该格式结构较简单,每个文件只存放—幅图像。

【最新课件】4.1数字图像基础(共31张PPT)

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锥的轴线度量的,沿着圆锥轴线上的点表示完 全不饱和的颜色。按照不同的灰度等级,最亮 点为纯白色,最暗点为纯黑色。圆锥截面的圆 周一圈上的颜色为完全饱和的纯颜色。
第十一页,共三十一页。
2.三基色(jīsè)(RGB)原理
自然界常见的各种颜色光,都可由红(R)、绿(G)、
蓝(B)三种(sān zhǒnɡ)颜色按不同的比例相配而成,这就是 色度学中最基本的原理——三基色原理。
在多媒体系统中常涉及到用几种不同的色彩空间表示图形
和图像的颜色(yánsè),如计算机显示时采用RGB彩色空间或 色彩模型;在彩色全电视数字化时使用YUV色彩模型;彩 色印刷时采用CMYK模式等。不同的彩色空间对应不同的应 用场合,在图像的生成、存储、处理及显示时对应不同的 彩色空间,需要做不同的处理和转换。
第九页,共三十一页。
1.亮度(liàngdù)、色调和饱和度
饱和度是颜色强度的度量。对于同一色调的彩色光,饱和度
越深颜色越鲜明或者越纯。例如红色和粉红色的区别,虽然 这两种颜色有相同的主波长,但一种也许是混合了更多的白 色在里面,因此显得不太饱和。
饱和度还与亮度有关,因为若在饱和的彩色光中增加(zēngjiā)白
颜色的基本概念
1.亮度、色调和饱和度 彩色可用亮度、色调和饱和度来描述,人眼看到任意彩色
光都是这三个特性的综合效果。
亮度是发射光或物体反射光明亮度程度的量度 色调是由于某种波长的颜色光使观察者产生的颜色感觉,
每个波长代表不同的色调 。它反映颜色的种类(zhǒnglèi),决 定颜色的基本特性,例如红色、棕色等都是指色调。某一 物体的色调,是指该物体在日光照射下所反射的各光谱成 分作用于人眼的综合效果,对于透射物体则是透过该物体 的光谱综合作用的结果。

数字图像.ppt

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• 6.部分容积效应(partial volume effect) 某像素位置上 可能有多个不同X 线吸收系数的体素存在,该处像素的灰 度值往往是多个体素灰度值依其体积所占比例而得的平均 灰度值的现象。
• 7.空间分辩力(spatial resolution) 是指图像能分辨相 邻两点的能力,常用能分辨两个点间的最小距离来表示。 又称几何分辨力。
• 8.密度分辩力(density resolution) 图像中可辨认低密 度差别的最小极限,即对细微密度差别的分辨能力(数字 图像灰度精度的范围)。又称为图像的灰度分辨力(或对 比度分辨力)。
• 9.时间分辩力(temporal resolution) 成像系统对被检 体组织运动部位的瞬间成像能力。
三、数字图像的形成
• 1.图像数据采集 是通过各种接收器件(如 成像板、探测器、CCD 摄像管、检测器、探 头等),将曝光或扫描等形式收集到的模拟 信号转换成数字信号。数字图像的数据采集 大都经过三个步骤:
• (1)分割:是将图像分割成若干个小单元 的空间取样处理(下图a)。
• (2)采样:对一幅图像采样时该图像中像 素的每一个亮点被采样,亮点的光强度通过 光电倍增管转换成电信号(模拟信号)(下
• 4.图像分割 图像分割是按照某种原则将图像分成若干个有意义的部 分,使得每一部分都符合某种一致性要求。
• 5.三维重建 三维图像重建是指利用获得的连续二维断层图像信息, 按照体绘制、面绘制等运算方法,重建出反映组织三维信息的三维影 像。面绘制适于重建单个脏器组织,重在显示组织外观形态和空间结 构,但不描述组织内部信息,信息利用率较小。临床常用的面绘制有 表面阴影显示(SSD)(下图a)。体绘制适于多个脏器组织的重建, 尤其对于相互包含的多重组织显示效果较好,其算法充分利用图像数 据,反映的诊断信息更多。临床常用的体绘制有最大密度投影(MIP) (下图b)、容积再现(VR)等。

关于数字图像图像处理基础课件

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关于数字图像图像 处理基础
第2章 数字图像处理基础
视觉感知要素 光和电磁波谱 图像的感知和获取 图像的采样和量化 像素间的一些基本关系 线性和非线性操作
2.1 视觉感知要素
眼睛的构造: (人眼包含有三层膜)
眼角膜与巩膜外壳 脉络膜 (前面睫状体 虹膜 晶状体) 视网膜 (视网膜表面的分离光
把照射量变为数字 图像的传感器装 置
2.3 图像感知和获取
用单个传感器获取图像
2.3 图像感知和获取
用带状传感器获取图像
2.3 图像感知和获取
用传感器阵列获取图像
图像的表示
数字图像的基本要素
像数值—对单个像素 灰度值进行数字化采 样
4 bits/pixel 6 bits/pixel 8 bits/pixel 12 bits/pixel 16 bits/pixel :
图像的质量评价
图像质量的评价
图像质量评价研究已成为图像信息工程的基 础技术之一
当前对图像质量的评估方法主要分成两类
主观评价——通过人眼主观视觉效果进行判断 客观评价——通过客观的测量给出量化指标
主观评价的方法与标准已相对完善 而客观评价则处于热点研究中
主观评价
将待评价的图像序列播放给评论者观看,并记录他们的打分, 然后对所有评论者的打分进行统计,得出平均分作为评价结 果
1、电磁辐射波
◆ 在实际的图像处理应用中,最主要的图像来源于电 磁辐射成像。
◆ 电磁辐射波包括无线电波、微波、红外线、可见光、 紫外线、X射线、γ射线。
◆ 电磁辐射波的波谱范围很广,波长最长的是无线电 波为3×102m,其波长是可见光波长的几十亿倍; 波长最短的是γ射线,波长为3×10-17m,其波长 比可见光小几百万倍。
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1.2 系统组成
单自由度
f(t) x(t) k
m
c
(t ) Cx (t ) Kx(t ) f (t ) M x
M = 质量矩阵 C = 阻尼矩阵 K = 刚度矩阵
(t ) x (t ) x x(t ) f (t )
加速度向量 速度向量 位移向量 外加力向量
• 模态试验需要计算分析的支持,这样才能更合理 的进行模态试验设计(试验方法的选择、激振点与 响应点的选择、激振信号的类型、频带和振级的 选定、测试系统的配置及数据的采集处理等),发 现和解释试验中出现的问题,提高试验质量. • 结构模态试验与结构的计算分析紧密结合.根据 已被证实有效的模态试验结果去修正计算模型, 使数学模型能够模拟实际结构的主要动态特性, 进而,根据这个数学模型去预示、控制和优化结 构在所受工作环境下的性能。
元分析(FEA).其目的是预示结构的主要模态
特性,为模态试验的设计提供依据,提高试
验质量并形成所试验结构的原始数学模型
3、模态试验设计与试验要点
• 根据模态试验的目的和要求及预分析结果,结合现有的试验条件和工 程经验,合理设计试验,保证和控制所辨识的模态参数具有可接受的 准确度.主要内容应包括: • 1) 试件要求及安装方式; • 2) 试验方法选择; • 3) 输入激励方式(类型、试验频带、谱形和振级)选择; • 4) 激励点的选择; • 5) 响应测点的布置; • 6) 激励、测量、数据采集和处理系统的设备配置; • 7) 试验数据的前、后处理方法; • 8) 有关提高测试精度的技术措施; • 9) 试验结果的有效性评估方法.
H ( )
X ( ) 1 F ( ) 2m jc k
传递函数(频率响应函数)
1.4 模态矩阵概念
Modal Model (频域)
X 1 H11 H12 X 2 H 22 X 3 H 32 H n1 X n
多自由度系统:频率响应
幅度
1+2 d1+ d2
2
1
频率
m
d1
相位
dF
频率

1
-90°
2 1+2
-180°
1.3分析方法时域和频域
F() H() X() |H()| 1 kf(t)Fra bibliotek1 2m
1 c
m
c k
x(t)

H() 0º – 90º – 180º 0 = k/m
(t ) cx (t ) kx(t ) f (t ) m x
1.理论基础
• 1.1 模态分析与模态参数识别概念
• 振动模态分析(比例阻尼)
• 利用系统固有的模态正交性,将方程从具体的物 理坐标空间变化到抽象的模态坐标空间中,目的是为 解除方程耦合,单独求解各独立的正则方程。 • 任意响应的组成 • 可视为系统各阶模态的线性组合或叠加,各阶模 态叠加的比重或权数不一样,高阶比低阶小得多。
• 在卫星实际结构上进行模态试验,测量激 励输入和响应输出数据,将它与数学模型 预示的结果比较,鉴定它们之间的总体吻 合程度.若误差超过规定的界限,就需要 根据一定准则调整模型的参数或修改模型 的构型,反复这一过程,直到所辨识得到 的数学模型能较好地模拟实际结构主要动 态特性为止.
1、试件和试验状态
振动系统的参数
• 系统结构动力学参数 模态参数:模态频率、模态阻尼、模态向 量 物理参数:质量、刚度、阻尼 • 影响因素: 几何形状、材料性能、支撑形式、运动参 数,载荷参数等
• 通过动态测试和数值模拟可对结构进行 动态响应预测:现有的理论工作大部分集中 于此 结构动力参数修改 结构优化设计 使得产品达到减振和降噪要求,提高可靠 性与安全度
模态分析技术
f(t) m c k x(t)
=
+
+
++
悬臂梁系统的振动
弹性体:质量、弹簧、阻尼
• 定量分析振动系统
• 连续弹性体 --> 一些集中质量块和弹性元件组成的 模型
• 模态的特征参数: 振动系统的各阶固有频率、固有振 型、模态质量、模态刚度、模态阻尼…… • 定义:建立用模态参数表示的振动系统的运动方程并 确定其模态参数的过程
试验模态技术专题
为什么要做模态试验
?
• • • •
What’s about structure dynamics V-tail flutter wing flutter level tail
研究振动的目的
• 研究实际结构的振动是怎么产生的? • 研究结构振动结构哪些位置振动最大或者 最小。 • 研究怎么样降低甚至消除振动:疲劳。 • 理论计算、数值方法的准确性怎么样得到 保证?
• 现代试验模态技术 一门综合性与跨学科技术,集振动理论、动态测试技术、参 数识别技术、数值信号处理等学科于一身。 通过力学分析、数值计算、数字信号分析与试验研究相结合 采集和处理试验数据获得系统模态参数信息
• 分析解决各种复杂结构与机械系统的动力学正问题和逆问
题,已在振动与噪声控制、机器状态监测和故障诊断等领
• 卫星结构试件应与飞行星发射段状态一致.
• 试件的支承状态,也就是边界条件,应模拟实际
结构的工作状态.用来验证数学模型的结构,可
选择在实验室内能够实现的支承状态.常采用约 束支承和自由状态两种形式.
2、试验前的预分析
• 结构模态试验需要计算分析的支持,通常在
试验前,应按实际结构的试验状态进行有限
域特别是航空航天领域已经有广泛应用
模态试验技术
• 模态试验的目的是,从测量的激励输入和 响应输出数据中辨识结构的数学模型和特 性参数;用模态试验的结果去验证和修正 数学模型、综合试验模型;校核动态分析 结果的有效性,检查结构中的薄弱部位, 及鉴定结构的动态特性是否符合设计要求.
• 例子:研制卫星,其结构模态试验将和产 品的鉴定和验收试验一样,成为一项必不 可少的试验项目。试验要求规定:必须对 航天器整体结构进行模态试验,以获得在0 ~50Hz频带内的模态参数,用来建立和验 证空间航天器的动态分析模型.
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