第一章 数字图像基础
数字图像处理第一章(国科大)
1Digital Image Processing数字图像处理课程简介本课程为计算机科学与技术、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程以及电气工程等学科下研究生的专业基础课。
主要内容课程共分三大部分：第一部分：介绍数字图像处理的基础知识，包括绪论、图像与视觉系统、图像变换等;第二部分：介绍图像处理的基本方法，包括图像增强、图像复原及图像压缩等;第三部分：介绍图像分析的基本原理和技术，包括图像分割、图像描绘及特征提取等。
教学目标⏹基本：完成课程学习，通过考试，获得学分。
掌握数字图像处理的基本概念和研究方法，相关交叉学科的基本知识；⏹提高：能够将所学知识和内容用于课题研究；⏹再提高：通过数字图像处理课程的学习，改进思维方式。
教材及参考书第一章绪论绪论⏹前言⏹数字图像处理的起源⏹数字图像处理的基本概念与研究内容⏹数字图像处理与其他学科的关系⏹数字图像处理的主要应用⏹数字图像处理的发展动向前言“百闻不如一见”One picture is worth more than ten thousand words.在人类接受的信息中，听觉信息占约20％，视觉信息占约60％，其他如味觉、触觉等总起来不过占约20％。
所以，作为传递信息的重要手段—图像信息是十分重要的。
第一节数字图像处理的起源（1）世界上第一幅实景照片(1827)数字图像的应用之一是在报业，20世纪20年代的海底电缆使得伦敦与纽约之间图片的传输从过去的一个多星期缩短到3个小时以内。
1921年经编码后用电报打印机打印的图像1929年通过海底电缆从伦敦传输到纽约的一幅照片第一节数字图像处理的起源（2）二十世纪二十年代：图像远距离传输第一节数字图像处理的起源二十世纪五十年代：伴随着技术进步，数字计算机发展到一定水平，尤其是大规模的存储和显示系统的发展，数字图象处理引起巨大关注。
第一节数字图像处理的起源进实验室（Jet PropulsionLaboratory，JPL）运用计算机处理了由“旅行者7号”发回的月球表面照片。
photoshop理论题库
第一章计算机图形图像设计基础一、填空题1. Adobe公司出品的Photoshop CS2是目前最流行的图像编辑软件软件，它广泛应用于广告设计、封面制作及彩色印刷等多个领域。
2. 计算机上的数字图像可根据其不同特性分为两大类：一类为矢量图，一类为位图。
3. 在Photoshop CS2中，可以使用的颜色模式主要有RGB、CMYK、Lab、索引、位图和灰度等。
4. 在Photoshop CS2中，使用红眼工具可以对照片中的红眼进行修复。
5. Photoshop CS2中的曝光度命令能够快速改善图像曝光过渡或曝光不足区域的对比度，同时保持图像的整体平衡感。
6. 使用Photoshop CS2模糊滤镜中的镜头滤镜，可以用来模拟各种镜头产生的模糊效果。
7.退出Photoshop CS2时，可选择“文件”菜单下的退出命令来实现，还可以单击Photoshop CS2界面右上角的关闭按钮来实现。
8.Photoshop CS2的工作界面由标题栏、菜单栏、工具选项栏、图像窗口、工具箱、调板以及状态栏组成。
9.常见的Photoshop文件格式有PSD、BMP、EPS、GIF、JPEG、RAW、PDF和TIFF格式。
10.对矢量图图像，无论将其放大或缩小多少倍，图形都有一样平滑的边缘和清晰的视觉细节。
11. 像素是组成位图图像的最小单位。
12. GIF格式的文件支持动画。
（提示：Gif，jpg，psd，tif）二、选择题1. Photoshop图像中最基本的组成单元是( C )。
A. 矢量B. 色彩空间C. 像素D. 路径2. 在Photoshop CS2状态栏的图像文件信息区上按住( A )键不放，同时按下鼠标左键，可以在弹出的菜单中查看图像的宽度、高度、通道数、颜色模式、分辨率等信息。
A. AltB. ShiftC. CtrlD. Tab3. Photoshop CS2默认的图像格式是( D )格式。
A. PDFB. EPSC. TIFFD. PSD4. CMYK模式中共有( D )个单独的颜色通道。
数字图像处理
第一章概论一、数字图像与像素数字图像是由一个个的像素（Pixel）构成的，各像素的值(灰度，颜色)一般用整数表示。
二、数字图像处理的目的1、提高图像的视觉质量。
2、提取图像中的特征信息。
3、对图像数据进行变换、编码和压缩。
三、工程三层次图像处理、图像分析和图像理解图像理解符号目标像素高层中层低层高低抽象程度数据量操作对象小大语义图像分析图像处理四、图像处理硬件系统组成图像输入设备（采集与数字化设备，如数码相机），图像处理设备（如PC机）和图像输出设备（如显示器，打印机）第二章数字图像处理基础一、图像数字化过程----采样与量化模拟图像的数字化包括采样和量化两个过程。
细节越多，采样间隔应越小。
把采样后得到的各像素的灰度值进一步转换为离散量的过程就是量化。
一般，灰度图像的像素值量化后用一个字节(8bit)来表示。
二、采样、量化与图像质量的关系采样点数越多，图像质量越好；量化级数越多，图像质量越好。
为了得到质量较好的图像采用如下原则：对缓变图像，细量化，粗采样，以避免假轮廓。
对细节化图像，细采样，粗量化，以避免模糊。
三、图像尺寸、数据量、颜色数量的计算灰度图像的像素值量化后用一个字节(8bit)来表示。
彩色图像的像素值量化后用三个字节(24bit)来表示。
一幅512X512（256K）的真彩色图像，计算未压缩的图像数据量是多少？（必考）图像总像素：512px*512px=256K总数据量：256K*3Byte=768KB一幅256X256（64K）的真彩色图像，计算未压缩的图像数据量是多少？图像总像素：256px*256px=64K总数据量：64K*1Byte=64KB四、数字图像类型二值图像、灰度图像、索引颜色图像)和真彩色图像。
五、数字图像文件的类型jpg、bmp、tif、gifJPEG采用基于DCT变换的压缩算法,为有损压缩。
六、图像文件三要素文件头、颜色表、图像数据七、读取一个图像，并将其尺寸缩小0.5倍，将缩小后的图像旋转30度。
《数字图像处理基础》课件
数字图像的表示与存 储方式
讨论数字图像的表示方法，包 括二进制表示、向量图像和光 栅图像等。
第三章：数字图像预处理
1
图像增强
2
探讨图像增强的方法和技术，如直方图
均衡化、增强对比度等。
3
图像边缘检测
4
介绍常用的边缘检测算法，如Sobel、滤波
解释图像滤波的概念和作用，介绍常用 的滤波器及其应用。
《数字图像处理基础》 PPT课件
数字图像处理基础PPT课件将帮助您深入了解数字图像处理的原理、方法和应 用。通过本课程，您将掌握数字图像处理领域的基本概念和技巧，为将来的 进一步学习和应用打下坚实的基础。
第一章：数字图像处理概述
数字图像处理介绍
了解数字图像处理的定义和基本原理，并掌握其在各个领域中的应用。
第五章：数字图像特征提取与识别
图像特征提取
介绍图像特征提取的目的和方 法，如灰度共生矩阵和尺度不 变特征变换（SIFT）。
模板匹配
解释模板匹配的原理和应用， 讨论常见的模板匹配算法。
目标检测
探讨目标检测的技术和方法， 如基于特征的方法和深度学习 方法。
第六章：数字图像处理算法优化
1
图像处理算法优化的意义
图像二值化
讲解图像二值化的原理和算法，介绍基 于阈值的二值化方法。
第四章：数字图像分割
图像分割概述
解释图像分割的概念和作用，并 探讨常见的图像分割方法。
基于边缘分割
介绍基于边缘检测的图像分割方 法，包括Canny边缘检测和Sobel 边缘检测。
基于区域分割
讨论基于区域的图像分割方法， 如区域生长和分水岭算法。
数字图像技术趋势
讨论数字图像处理技术的趋势，如增强现实和虚拟现实的发展。
数字图像处理复习
数字图像处理复习第一章概述1. 图像的概念及数字图像的概念。
图-是物体透射或反射光的分布，是客观存在的。
像-是人的视觉系统对图的接受在大脑中形成的印象或反映，图像是图和像的有机结合，是客观世界能量或状态以可视化形式在二维平面上的投影。
数字图像是物体的一个数字表示，是以数字格式存放的图像。
2. 数字图像处理的概念。
数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程，以提高图像的实用性。
3. 数字图像处理的优点。
精度高、再现性好、通用性、灵活性强第二章数字图像处理基础1. 人眼视觉系统的基本构造P14 图2.1人眼横截面简图2. 亮度的适应和鉴别人眼对光亮度的适应性非常高，一般情况下跨度达到10的10次方量级，从伸手不见五指到闪光灯强曝光。
3.光强度与主观亮度曲线。
P15 图2.4光强度与主观亮度的关系曲线4. 图像的数字化及表达。
（采样和量化的概念）图像获取即图像的数字化过程，包括扫描、采样和量化。
采样：将空间上连续的图像变成离散点的操作 量化：将像素灰度转换成离散的整数值的过程5. 图像采样过程中决定采样空间分辨率最重要的两个参数。
采样间隔、采样孔径6. 图像量化过程中量化级数与量化灰度取值范围之间的关系量化等级越多，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.7. 像素的相邻领域概念（4领域，8领域）。
设为位于坐标处的一个像素（x+1,y ），（x-1,y ），（x,y+1），（x,y-1） 组成的4邻域，用)(4p N 表示。
（x+1,y+1），（x+1,y-1），（x-1,y+1），（x-1,y-1） 像素集用)p (N D 表示)(4p N 和)p (N D 合起来称为p 的8邻域，用)(8p N 表示。
8. 领域空间内像素距离的计算。
（欧式距离，街区距离，棋盘距离） p 和q 之间的欧式距离定义为： 22)()(),(t y s x q p D e -+-=p 和q 之间的4D 距离（也叫城市街区距离）定义为： t y s x q p D -+-=),(4p 和q 之间的8D 距离（也叫棋盘距离）定义为： ),max(),(8t y s x q p D --=第三章 图像的基本运算（书后练习3.2，3.9 ） 1. 线性点运算过程中各参数表示的含义（k ，b ）。
基于OpenCV的数字图像处理技术_01数字图像处理技术简介
注：有些位图不需要调色板，如真彩色图， 它们的BITMAPINFOHEADER后面直接是位图数据
2. 数字图像的表示方法-续6
BMP格式，实际的图像数据 对于2色位图，1位表示一个像素颜色，
所以一个字节表示8个像素 对于16色位图，4位表示一个像素颜色，
所以一个字节表示2个像素 对于256色位图，1个字节表示1个像素 对于真彩色图，3个字节表示一个像素
物理图像及对应 的数字图像
1.1 数字图像的概念-续3
灰度 196
采样行
物理图像 采样列 像素
43
数字图像 灰阶像素
黑
0
行间隔
灰
128
图片
采样列间隔
白
255
1.1 数字图像的概念-续4
➢灰度级 灰度图像(128x128)及其对应的数值矩阵
（仅列出一部分(26x31)）
125,153,158,157,127, 70,103,120,129,144,144,150,150,147,150,160,165,160,164,165,16 175,175,166,133, 60, 133,154,158,100,116,120, 97, 74, 54, 74,118,146,148,150,145,157,164,157,158,162,165,171,155,115, 88, 49, 155,163, 95,112,123,101,137,108, 81, 71, 63, 81,137,142,146,152,159,161,159,154,138, 81, 78, 84,114, 95, 167, 69, 85, 59, 65, 43, 85, 34, 69, 78,104,101,117,132,134,149,160,165,158,143,114, 99, 57, 45, 51, 57,
数字图像处理总复习(14)(1)
2.图像锐化与图像平滑有何区别与联系？
第三章 （不考计算题） 频域滤波的物理含义 傅立叶变换性质 频域滤波的基本方法
第四章 灰度基本变换（线形、非线性） 直方图处理（定义、直方图规定化、均衡化） 算术逻辑运算（帧差分，帧平均） 空间滤波（均值、中值、KNN） 同态滤波（滤波流程） 边缘检测（一阶，二阶，循环卷积） 图像锐化与图像平滑 真彩色图像处理与伪彩色图像处理
第一章图像数字图像处理灰度图像的概念图像工程定义分类图像的表达图像文件格式bmp文件第二章视觉感知要素图像采样和量化颜色模型像素之间的基本关系邻接连通距离度量第三章不考计算题频域滤波的物理含义傅立叶变换性质频域滤波的基本方法第四章灰度基本变换线形非线性直方图处理定义直方图规定化均衡化算术逻辑运算帧差分帧平均空间滤波均值中值knn同态滤波滤波流程边缘检测一阶二阶循环卷积图像锐化与图像平滑真彩色图像处理与伪彩色图像处理第五章图像编码与压缩不考计算图像编码的基本概念图像编码的方法第六章图像恢复颜色模型第七章图像分割图像的阈值分割图像的梯度分割图像边缘检测第八章目标的表达和描述目标表达目标的描述第九章形态学运算膨胀腐蚀开运算闭运算?除电磁波谱图像外按成像来源进行划分的话常见的计算机图像还包三种类型
8. 直方图修正有哪两种方法？二者有何主要区别于 联系？
方法：直方图均衡化和直方图规定化。
区别：直方图均衡化得到的结果是整幅图对比度的增 强，但一些较暗的区域有些细节仍不太清楚，直方图 规定化处理用规定化函数在高灰度区域较大，所以变 换的结果图像比均衡化更亮、细节更为清晰。联系： 都是以概率论为基础的，通过改变直方图的形状来达 到增强图像对比度的效果。
第一章 计算机图像处理基础知识
平面设计的媒介类型
平面设计主要分为平面广告设计和平面艺术设计是以一 种平面的方式进行信息的传递，通常采用印刷、喷绘与写真、 网页等作为宣传媒介。主要包括数码写真、书籍印刷类广告、 路牌喷绘广告以及网页设计等，采用不同的媒介对所广告的 信息进行传达。
平面设计中各元素的重要表现
掌握平面设计中各个元素的构成与表现，可以帮助设计 师更完善的完成平面设计作品。平面设计主要由色彩、文字、 图片3元素构成，形成具有视觉表现力的平面设计作品
测量每个取样点的 每个分量的亮度值
数字图像获取设备
(1)数字图像获取设备
是指从现实世界获得数字图像过程中所使用的设备
(2)设备的功能
将现实的景物输入到计算机内并以图像的形式表示
(3)设备的分类
• 2D图像获取设备：只能对图片或景物的2D投影进行数字化。
如扫描仪、数码相机等
• 3D图像获取设备：能获取包括深度信息在内的3D景物的信
ห้องสมุดไป่ตู้文件大小：
文件大小=像素总量*色彩深度（byte）
计算机图像的色彩模式
色彩的种类
丰富多样的颜色可以分成两个大类： 无彩色系
有彩色系
无彩色系 无彩色系是指白色、黑色和由白色黑色调合形成的各种深浅 不同的灰色。无彩色按照一定的变化规律，可以排成一个系列， 由白色渐变到浅灰、中灰、深灰到黑色，色度学上称此为黑白系 列。黑白系列中由白到黑的变化，可以用一条垂直轴表示，一端 为白，一端为黑，中间有各种过渡的灰色。纯白是理想的完全反 射的物体，纯黑是理想的完全吸收的物体。可是在现实生活中并 不存在纯白与纯黑的物体，颜料中采用的锌白和铅白只能接近纯 白，煤黑只能接近纯黑。无彩色系的颜色只有一种基本性质—— 明度。它们不具备色相和纯度的性质，也就是说它们的色相与纯 度在理论上都等于零。色彩的明度可用黑白度来表示，愈接近白 色，明度愈高；愈接近黑色，明度愈低。黑与白做为颜料，可以 调节物体色的反射率，使物体色提高明度或降低明度。
数字图像处理课程教学大纲
《数字图像处理》课程教学大纲【课程代码】：13319617【英文译名】：Digital Image Processing【适用专业】：地理信息系统【学分数】：3【总学时数】：48一、本课程教学目的和课程性质通过对本课程的学习，要求较深入地理解数字图像处理的基本概念、基础理论以及解决问题的基本思想方法，掌握基本的数字图像处理处理技术，了解与各个处理技术相关的应用领域。
该课程为专业选修课。
二、本课程的基本要求要求学生经过本课程的学习后，能熟练使用数字图像处理方法，具有一定的数字图像处理能力，并为以后进一步学习和研究其它数字图像处理方法和提高数字图像处理能力奠定基础。
掌握数字图象处理基本概念、掌握数字图象处理基本运算、理解图象的变换域处理、了数字图象处理的应用。
三、本课程与其他课程的关系先修课程：数学分析，概率与统计四、课程内容(内容体系、结构、基本知识点和重点、难点)该课程主要是让学生学习对航片数据和卫片数据的处理，学习一些基本的数字处理的方法，让学生了解地理信息系统中数据的主要获取方法。
主要的内容有数字图象处理基本概念、数字图象处理基本运算、图象的变换域处理和数字图象处理的应用。
重点是图象的变换域处理和数字图象处理的应用，难点是图象的变换域处理和数字图象处理基本运算。
第一章：数字图象处理基本概念在本章主要学习数字图象处理的一些基本概念。
主要的内容有图象和数字图象、数字化图象、基本的数字图象处理系统、基本术语、数字图象的显示。
重点：数字图象的基本术语和对数字图象的理解难点：基本的数字图象处理系统第二章：数字图象处理基本运算在该章主要是学习数字图象处理的一些运算方法。
主要的内容有灰度直方图、点运算、代数运算、几何运算。
重点：数字图象的代数运算和几何运算难点：灰度直方图第三章：图象的变换域处理在本章主要是学习数字图象处理的一些变换域理论和方法。
具体的内容有线性系统理论、Fourier变换（Fourier变换的性质、线性系统和Fourier变换、二维Fourier变换、相关和功率谱）、滤波器设计（低通滤波器、带通和带止滤波器、高频增强滤波器、最优线性滤波器设计）、离散图象变换（线性变换、基函数和基图象、正弦变换、矩形波变换、基于特征向量的变换、变换域滤波）、小波变换（连续小波变换、小波级数展开、离散小波变换）重点：线性系统理论和小波变换难点：Fourier变换和小波变换第四章：数字图象处理的应用在本章主要是学习数字图象处理的一些基本应用。
Chap01_数字图像基础
第一章数字图像基础王志明wangzhiming@2015/10/19wangzhiming@ 2第一章数字图像基础1.数字图像处理2.图像获取3.像素基本关系4.图像分析的数据结构5.颜色模型6.图像质量评价2015/10/19wangzhiming@ 3§1.1 数字图像处理图像: 2-D 函数f(x,y);数字图像: 像素(非负整数)矩阵;数字图像处理: 利用数字计算机处理图像。
2015/10/19wangzhiming@ 4§1.1 数字图像处理(续)不同的处理层次：低层：图像增强、图像复原；中层：图像分割、图像描述、图像分类；高层：图像识别、图像理解。
高小2015/10/19wangzhiming@ 6光电二极管：输出电压波形幅度正比于输入光强。
(a) 单个传感器§1.2 图像获取(c) 传感器阵列(b) 线传感器2015/10/19wangzhiming@ 7§1.2 图像获取(续)传感器输出连续电压；幅度和空间属性与具体的物理现象有关；数字化采样(Sampling)：将连续的空间坐标值数字化，依赖于特定的机械步进或传感器阵列的密度；量化(Quantization)：数字化幅度值，依赖于传感器质量和应用需求。
2015/10/19wangzhiming@ 8(a)近似连续图像(b)某一水平线上的灰度曲线(c)采样点的灰度值(d)量化后的灰度图1.3 图像的采样和量化2015/10/19wangzhiming@ 9采样：香农采集定理：采样频率必须高于信号最高频率的2倍(采样间隔小于图像中最小细节尺寸的一半)，才不至于在采样过程中产生混叠效应(频谱交叉)，出现错误信号。
§1.2 图像获取∑∑==Δ−Δ−=M j Nk y k y x j x y x s 11),(),(δ∑∑==Δ−Δ−⋅=⋅=M j Nk s y k y x j x y x f y x s y x f y x f 11),(),(),(),(),(δ2015/10/19wangzhiming@ 10量化：fmax 为灰度幅值的最大值，f s (x,y)表示采样后的图像灰度值，N 为灰度级数，灰度范围为[0, N-1]，“└┘”表示下取整。
遥感数字图像处理基础知识点
遥感数字图像处理基础知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第一章数字图像处理基础1数字图像处理：将图像转换成一个数字矩阵存放在图像存储器中，然后利用计算机对图像信息进行数字运算和处理，以提高图像质量或者提取所需要的信息2数字图像获取：把客观场景发射或者发射的电磁波信息首先利用光学成像系统生成一副模拟图像，然后通过模数转换将模拟图像转换为计算机可以存储的离散化数字图像。
3采样：即图像空间坐标或位置的离散化，也就是把模拟图像划分为若干图像元素，兵赋予它们唯一的地址。
；离散化的小区域就是数字图像的基本单元，称为像元也称像素。
量化：即电磁辐射能量的离散化，也就是把像元内的连续辐射亮度中离散的数字值来表示，这些离散的数字值也称灰度值，，因为它们代表了图像上不同的亮暗水平。
4遥感数字图像获取特征参数质量特征：⑴空间分辨率：数字图像上能被详细区分的最小单元的尺寸或大小⑵辐射分辨率传感器探测原件在接受光谱信号时，所能分辨的最小辐射度差信息量特征：⑴光谱分辨率：传感器探测元件在接收目标地物辐射能量时所用的波段数目⑵时间分辨率：对同一区域进行重复观测的最小时间间隔。
5模拟图像：在图像处理中通过某种物理量的强弱变化来记录图像亮度信息的图像6数字图像：把连续的模拟图像离散化成规则网格并用计算机以数字的模式记录图像上各网格点亮度信息的图像7数字图像特性：①空间分布特性：1空间位置：数字图像以二维矩阵的结构的数据来描述物体，矩阵按照行列的顺序定位数据，所以物体的位置也是用行列号表示。
2形状：点状线状和面状3大小：线状物体的长度或面状物体的面积，表现为像元的集聚数量4空间关系：包含，相邻，相离三种拓扑关系②数值统计特性：对图像的灰度分布进行统计分析。
图像的灰度直方图：用来描述一幅数字图像的灰度分布，横坐标为灰度级，纵坐标为灰度级在图中出现8直方图的用途：1图像获取质量评价2边界阙值的选择3噪声类型的判断9遥感数字图像的输出特征参数：1输出分辨率：屏幕分辨率和打印的分辨率2灰度分辨率：指输出设备能区分的最小灰度差 3颜色空间模型：RGB模型CMYK模型 HSI颜色模型10数字图像种类：1.黑白图像：二值数字图像，0表示黑色 1表示白色；2.灰度图像：单波段图像每个像元的灰度值的取值范围由灰度量决定;3.伪彩色图像：把单波段图像的各灰度值按照一定规则映射到颜色空间中某一对应颜色;4.彩色图像：由红绿蓝3个颜色通道的数字层组成的图像第二章数字图像存储1比特序：一个字节中8个比特的存储顺序称为比特序。
西安电子科技大学数字图像处理知识点复习大纲
达
描 述
边缘线（边界）的链码跟踪/边界周长和面积求法
区域表达
空间占有数组/四叉树/骨架
第八章 目标表达和描述
1、掌握掌握目标物边界的链码表示（链码，归一化链码，微分码或差分 码， 归一化差分码或形状数，注意各种链码的特点，平移不变性？唯一 性？)、区域的四叉树描述（注意会画四叉树及其相反过程，细化）。 2、 了解图象像素间的基本关系、目标物边界的描述、目标物的区域描 述，图像的几何特征。
1、掌握图像的数据冗余、编码模型、无损压缩编码、预测编码原理及小 于3阶的最优预测器的设计；
2、了解图像压缩的原因与方法分类、保真度准则及正交变换编码原理， 小波变换编码的基本思想与特点及编码中需要解决的问题。
第七章 图像分割
1、掌握掌握图像分割的依据、边缘点检测的原理和几种常用的点检测算 子及其特点、掌握Hough变换法检测直线的原理和过程、掌握四叉树分裂 合并法的过程。 2、了解图像分割的定义和方法、边缘线跟踪的方法、门限化分割和区域 分割的原理和方法。 (注意边缘检测模板与平滑锐化模板的区别)
绪
图象处理、分析、理解三层次
图象技术
论
存储 采集
显示 通信 处理
图象 系统 构成
瞳孔/晶状体/视细胞/成象过程
人眼机理
人眼的亮度感觉及亮度对比度
亮度视觉
光的三基色/颜色三基色
亮度/色度(色调/饱和度)
颜色视觉
颜色模型(RGB/HSI)
图
(均匀/非均匀)采样和量化/分辨率变化的影响
象 基
础
邻域/连通性(连接/连通)/毗邻/ 通路/距离定义/DE距离/D4距离
点处理
方法
包括 图像求反、增强对比度、
数字图像处理第三版中文答案解析冈萨雷斯
数字图像处理第三版中文答案解析引言《数字图像处理》是一本经典的图像处理教材，目前已经出版了第三版。
本文是对该书答案解析的总结，将分析和解释书中的问题和答案。
目录•第一章：绪论•第二章：数字图像基础•第三章：灰度变换•第四章：空间滤波•第五章：频域滤波•第六章：图像复原•第七章：几何校正•第八章：彩色图像处理•第九章：小波与多分辨率处理第一章：绪论本章主要介绍了数字图像处理的概念和基本步骤。
答案解析中包括对一些基本概念和术语的解释，以及相关的数学公式和图像处理方法的应用。
第二章：数字图像基础本章介绍了数字图像的表示和存储方法，以及图像的采样和量化过程。
答案解析中详细解释了图像的像素值和灰度级之间的关系，以及采样频率和量化步长对图像质量的影响。
第三章：灰度变换本章讲述了图像的灰度变换方法，包括线性和非线性变换。
答案解析中对不同灰度变换函数的作用和效果进行了解释，并给出了一些实例和应用。
第四章：空间滤波本章介绍了图像的空间滤波方法，包括平滑和锐化滤波。
答案解析中解释了不同滤波器的原理和效果，并给出了滤波器设计的步骤和实例。
第五章：频域滤波本章讲述了图像的频域滤波方法，包括傅里叶变换和滤波器设计。
答案解析中详细解释了傅里叶变换的原理和应用，以及频域滤波器的设计方法和实例。
第六章：图像复原本章介绍了图像的复原方法，包括退化模型和复原滤波。
答案解析中详细解释了退化模型的建立和复原滤波器的设计方法，以及如何根据退化模型进行图像复原的实例。
第七章：几何校正本章讲述了图像的几何校正方法，包括图像的旋转、缩放和平移等操作。
答案解析中给出了不同几何变换的矩阵表示和变换规则，以及几何校正的应用实例。
第八章：彩色图像处理本章介绍了彩色图像的表示和处理方法，包括RGB和HSV 等颜色模型的转换和处理。
答案解析中详细解释了不同颜色模型的表示和转换方法，以及彩色图像处理的实例和应用。
第九章：小波与多分辨率处理本章讲述了小波和多分辨率处理的方法和应用。
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第一章数字图像基础
几个名词：图象、图像、图片、影象、图形。
Image, Picture, Graph.
1-1 人类视觉模型
一、人类视觉系统
人类视觉是人眼对场景可见光能量在视网膜上形成的一种刺激，通过人脑对刺激信号的处理，获取场景的描述和感知。
重要性：
图象系统的输出是给人们观看的，了解可视图象被人眼接收过程，对于
测度图象逼真度是重要的，它有助于
评价图象处理算法。
1. 眼的构造
光学系统：
Lens(镜头)、Pupil（瞳孔）、iris(虹膜)视网膜(Retina)：有锥状和杆状光电接收器锥状细胞(cone)：白昼视觉，感光、感色杆状细胞(rod)：夜间视觉，不感色
视神经：视神经脉冲传入大脑进行图象处理
3、视觉分辨率
人眼在某一距离能区分相邻两点的能力。
用最小视角表示：
θ
=
d/
l
d:刚好能分辨的两点间的最小距离;
l:眼睛到两点连线的垂距.
人类视觉的弱点:
1. 人只能感觉可见光波段能量，对其它波段不敏感；
2. 人眼视场角固定，空间分辨率和灰度分辨率有限；
3. 人眼有积分效应，对单次图象瞬间变化、快速运动图象分析存储困难；
4. 准确测量图象参数能力较差；
5．受知识水平差异的影响，人对同一图象的响应不同；
6．人是有思想的生物体，视觉受情绪和疲劳程度的影响。
二、光度学及色度学原理
亮度和颜色是进入眼睛的可见光的强弱及波长成份的一种感觉的属性。
The use of color so that color blind people (and everyone else) can see
what you are presenting.
Which meat is the most thoroughly cooked?
Which meat is the most thoroughly cooked?
杨赫姆霍尔兹视觉三基色假说：
3-Color Mixer
RGB模型基于笛卡尔坐标系
每幅彩色图包括3个独立的基色平面,即可分解到3个平面上。
反过来如果图象可被表示为3个平面，用这个模型比较方便。
HSI模型：—量化颜色三属性，面向彩色处理
I
H S
原图
–通过基本颜色细小色块的组合Halftone 半色调
变化实现连续色调的图象
伪彩色模型
¾定义: 通过颜色映射表描述色彩
--实际上是RGB颜色模型的变体
¾用伪彩色描述颜色的方法:
•建立颜色映射表, 一般表的长度16-256•像素值用其RGB值在映射表中的位置代替•通过抖动技术缓解颜色种类不足的问题•如何找出16-256种关键颜色是成败的关键
伪彩色模型
2、亮度适应和颜色适应
When you first enter an extremely bright environment, the man
carving the duck would appear like this （contrast is very low）.
But in less than a minute he will appear like this (the contrast is normal ).
3、亮度对比和颜色对比
在相同亮度的刺激下，背景亮度不同
所感觉到的明暗程度也不同。
Simultaneous Contrast
同时对比
4、颜色感觉与刺激面积的关系
对一个色觉正常的人来说，颜色刺激面积非常小时就不能识别颜色了——第三色盲。
这个原理被用到彩色电视机原理中，对减少传送频带作出了贡献。
四、视觉的时间特性
指对光刺激的过渡反应特性。
如对闪烁的灵敏度特性、适应性、残像、对运动的感觉及眼球运动和感觉的关系等性质。
这种主观感觉是由于视觉暂留效应和大脑内插功能形成的
视觉暂留
视觉暂留效应是电影、电视、动画的基础。
视觉暂留
点
击
图
片
播
放
视
频
快拍慢放
点
击
图
片
播
放
视
频
眼见为实？
五、形状感觉与错视：
视觉系统所感觉到的物体的形状并不是简单的投影到视网膜上的形状。
对形状的感觉受到物体自身形状及周围背景的影响，也有心理因素的作用。
错视是视觉对图形感觉的一个重要现象。
What do you see in this diagram?
Hering& Pogendorf Illusions
Hermann Grid Illusion
all the red squares in both diagonals are exactly the same red color. Yet, when the pattern is seen as a whole, the two red diagonals appear different from each other
Color Assimilation
颜色同化
1.2 图像数字化
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。
连续图象经采样、分层、量化、编码等步骤变成数字图象。
曹冲秤象与离散化
点
击
图
片
播
放
视
频
一、采样
将空间上连续的图像变换成离散点（象素）集的操作称为采样。
由于图象是二维分布的信息，所以采样是在x和y轴两个方向上进行。
若在模拟图象的x方向采M个点，y方向采N个点，就得到M*N个点的数字化图象的形式。
采样间隔和采样孔径的大小是两个很重要的参数。
分辨率不同的图象比较
分辨率640x480
分辨率320x240
分辨率160x120。