数字图像处理第十章
数字图像处理课后参考答案
数字图像处理第一章1、1解释术语(2) 数字图像:为了便于用计算机对图像进行处理,通过将二维连续(模拟)图像在空间上离散化,也即采样,并同时将二维连续图像的幅值等间隔的划分成多个等级(层次)也即均匀量化,以此来用二维数字阵列并表示其中各个像素的空间位置与每个像素的灰度级数的图像形式称为数字图像。
(3)图像处理:就是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。
1、7 包括图像变化、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像的特征提取、形态学图像处理方法等。
彩色图像、多光谱图像与高光谱图像的处理技术沿用了前述的基本图像处理技术,也发展除了一些特有的图像处理技术与方法。
1、8基本思路就是,或简单地突出图像中感兴趣的特征,或想方法显现图像中那些模糊了的细节,以使图像更清晰地被显示或更适合于人或及其的处理与分析。
1、9基本思路就是,从图像退化的数学或概率模型出发,研究改进图像的外观,从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面目,从而获得与景物真实面貌相像的图像。
1、10基本思路就是,,在不损失图像质量或少损失图像质量的前提下,尽可能的减少图像的存储量,以满足图像存储与实时传输的应用需求。
1、11基本思路就是,通过数学方法与图像变换算法对图像的某种变换,以便简化图像进一步处理过程,或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。
1、12基本目的就是,找出便于区分与描述一幅图像中背景与目标的方法,以方便图像中感兴趣的目标的提取与描述。
第二章2、1解释下列术语(18)空间分辨率:定义为单位距离内可分辨的最少黑白线对的数目,用于表示图像中可分辨的最小细节,主要取决于采样间隔值的大小。
(19)灰度分辨率:就是指在灰度级别中可分辨的最小变化,通常把灰度级数L称为图像的灰度级分辨率。
(20)像素的4邻域:对于图像中位于(x,y)的像素p来说,与其水平相邻与垂直相邻的4个像素称为该像素的4邻域像素,她们的坐标分别为(x-1,y)(x,y-1)(x,y+1)(x+1,y)。
数字图像处理课后参考答案
数字图像处理第一章1.1解释术语(2)数字图像:为了便于用计算机对图像进行处理,通过将二维连续(模拟)图像在空间上离散化,也即采样,并同时将二维连续图像的幅值等间隔的划分成多个等级(层次)也即均匀量化,以此来用二维数字阵列并表示其中各个像素的空间位置和每个像素的灰度级数的图像形式称为数字图像。
(3)图像处理:是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。
1.7 包括图像变化、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像的特征提取、形态学图像处理方法等。
彩色图像、多光谱图像和高光谱图像的处理技术沿用了前述的基本图像处理技术,也发展除了一些特有的图像处理技术和方法。
1.8基本思路是,或简单地突出图像中感兴趣的特征,或想方法显现图像中那些模糊了的细节,以使图像更清晰地被显示或更适合于人或及其的处理与分析。
1.9基本思路是,从图像退化的数学或概率模型出发,研究改进图像的外观,从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面目,从而获得与景物真实面貌相像的图像。
1.10基本思路是,,在不损失图像质量或少损失图像质量的前提下,尽可能的减少图像的存储量,以满足图像存储和实时传输的应用需求。
1.11基本思路是,通过数学方法和图像变换算法对图像的某种变换,以便简化图像进一步处理过程,或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。
1.12基本目的是,找出便于区分和描述一幅图像中背景和目标的方法,以方便图像中感兴趣的目标的提取和描述。
第二章2.1解释下列术语(18)空间分辨率:定义为单位距离内可分辨的最少黑白线对的数目,用于表示图像中可分辨的最小细节,主要取决于采样间隔值的大小。
(19)灰度分辨率:是指在灰度级别中可分辨的最小变化,通常把灰度级数L称为图像的灰度级分辨率。
(20)像素的4邻域:对于图像中位于(x,y)的像素p来说,与其水平相邻和垂直相邻的4个像素称为该像素的4邻域像素,他们的坐标分别为(x-1,y)(x,y-1)(x,y+1)(x+1,y)。
(完整版)数字图像处理知识点总结
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。
2)图像扫描机构:使采样孔按预先确定的方式在图像上移动。
数字图像处理课件
MATLAB图像处理基础
讲解如何使用MATLAB进行图像读取、显示、 裁剪、旋转等基本操作。
MATLAB图像处理进阶
介绍MATLAB的高级功能,如滤波、边缘检测、形态学操作等。
05
CHAPTER
数字图像处理前沿技术
深度学习在图像处理中的应用
深度学习技术的概述
卷积神经网络的应用
生成对抗网络的应用
深度学习是人工智能领域中一种重要 的机器学习技术,其在图像处理中的 应用已经越来越广泛。通过对大量图 像数据进行学习,深度学习技术可以 实现对图像的高精度分类、识别和生 成。
锐化滤波
通过增强图像的高频成分 ,突出图像的边缘和细节 ,提高图像的清晰度。
边缘检测算法
Sobel算子
基于离散差分算子,提取图像的水平和垂直边缘。
Canny边缘检测
多阶段算法,通过非极大值抑制和双阈值检测,准确提取边缘。
Laplacian算子
基于二阶导数算子,能够检测出图像的突变边缘。
图像分割算法
图像处理
对图像进行各种操作,以 提取有用的信息和特征。
数字图像处理
利用计算机对图像进行数 字化处理,以实现更高效 、准确的处理。
数字图像处理的特点
精度高
数字图像处理可以获得比传统光学处理更高的精度。
处理能力强
可以进行多种复杂的图像处理操作,如增强、恢复、 分析等。
适用范围广
适用于各种类型的图像,包括灰度图像、彩色图像、 多光谱图像等。
计算机视觉的应用场 景
计算机视觉技术在安防、自动驾驶、 医疗影像分析等领域的应用越来越广 泛,例如在安防领域中的人脸识别、 车牌识别等;在自动驾驶中的目标检 测、道路识别等;在医疗影像分析中 的病灶检测、医学影像诊断等。
(完整版)数字图像处理每章课后题参考答案
数字图像处理每章课后题参考答案第一章和第二章作业:1.简述数字图像处理的研究内容。
2.什么是图像工程?根据抽象程度和研究方法等的不同,图像工程可分为哪几个层次?每个层次包含哪些研究内容?3.列举并简述常用表色系。
1.简述数字图像处理的研究内容?答:数字图像处理的主要研究内容,根据其主要的处理流程与处理目标大致可以分为图像信息的描述、图像信息的处理、图像信息的分析、图像信息的编码以及图像信息的显示等几个方面,将这几个方面展开,具体有以下的研究方向:1.图像数字化,2.图像增强,3.图像几何变换,4.图像恢复,5.图像重建,6.图像隐藏,7.图像变换,8.图像编码,9.图像识别与理解。
2.什么是图像工程?根据抽象程度和研究方法等的不同,图像工程可分为哪几个层次?每个层次包含哪些研究内容?答:图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉科学。
根据抽象程度、研究方法、操作对象和数据量等的不同,图像工程可分为三个层次:图像处理、图像分析、图像理解。
图像处理着重强调在图像之间进行的变换。
比较狭义的图像处理主要满足对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果。
图像处理主要在图像的像素级上进行处理,处理的数据量非常大。
图像分析则主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量,以获得它们的客观信息从而建立对图像的描述。
图像分析处于中层,分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式描述。
图像理解的重点是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释,从而指导和规划行为。
图像理解主要描述高层的操作,基本上根据较抽象地描述进行解析、判断、决策,其处理过程与方法与人类的思维推理有许多相似之处。
第三章图像基本概念1.图像量化时,如果量化级比较小时会出现什么现象?为什么?答:当实际场景中存在如天空、白色墙面、人脸等灰度变化比较平缓的区域时,采用比较低的量化级数,则这类图像会在画面上产生伪轮廓(即原始场景中不存在的轮廓)。
精品课件-数字图像处理-第10章
17 图10.1.3 灰度变换效果图及其直方图
18
3.伪彩色增强 伪彩色图像是将一幅亮度图像按照特定的彩色编码进行 彩色变换后得到的图像。因为人眼对色彩变化的敏感程度远 大于亮度的变化,这样就可以看到图像更加精细的结构。本 系统采用一种简单的变换函数,其变换关系如图10.1.4所示, 图10.1.5所示为相应的火焰图像伪彩色显示效果。
像素点j的灰度值,它可以通过调用相应的图像卡功能函数
获得。
24
(2)温度场的二维分布:反映炉内火焰温度场梯度;反 映三个区面积的大小以判断燃烧阶段;帮助判断火焰中心区 域是否偏斜等。
(3)火焰有效区域面积。火焰着火,就一定有火焰有效 区面积;火焰熄火,有效区面积就为0。因此,火焰有效区 域面积是火焰检测的一个重要判据,其计算公式如下:
37
2)炉膛火焰检测的判据 根据现场情况设定了火焰正常燃烧时的有效火焰灰度作 为判定阈值。Sgi为大于灰度阈值g0的火焰像素点的面积,gi 为当前炉膛火焰平均灰度。 当gi>g0,即Sgi>0时,火焰安全燃烧; 当gi>g0,且gi在一定时间内持续下降,即Sgi>0且Sgi下 降时,熄火预警; 当gi<g0并持续数秒,且gi持续下降,即Sgi<0时,熄火警 报。
42
设GⅠ、GⅡ、GⅢ分别为三个区域的平均灰度值,当满足 GⅠ-GⅡ≥GⅠ,GⅡ-GⅢ≥GⅡ时,火焰燃烧正常,其中判断阈 值GⅠ、GⅡ在安装调试时再设定;在燃烧区停止投粉后,三个 区域内的亮度几乎相等,GⅠ=GⅡ=GⅢ=炉膛背景火焰亮度; 当“黑龙”存在时,GⅠ=GⅡ=GⅢ=煤粉灰度,这是判断火 焰燃烧情况的另一个判据。
12 图10.1.2 火焰检测系统结构图
13
10.1.2 火焰温度场的测量 高温火焰的温度分布直接反映了煤粉炉的燃烧状况,对
数字图像处理(清华大学出版社)
& 采样:将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。
** 图像的每个像素只能是黑或白,没有中间的过渡,故又称为二值图像。
二值图像的像素值为0或1& 数字化方式可分为均匀采样、量化和非均匀采样、量化所谓“均匀”,指的是采样、量化为等间隔方式。
图像数字化一般采用均匀采样和均匀量化方式& 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。
它是图像的一个重要特征,反映了图像灰度分布的情况。
下图是一幅图像的灰度直方图。
频率的计算式为···直方图的性质:①灰度直方图只能反映图像的灰度分布情况,而不能反映图像像素的位置,即丢失了像素的位置信息②一幅图像对应唯一的灰度直方图,反之不成立。
不同的图像可对应相同的直方图。
③一幅图像分成多个区域,多个区域的直方图之和即为原图像的直方图。
**均值滤波器:在图像上,对待处理的像素给定一个模板,该模板包括了其周围的邻近像素。
将模板中的全体像素的均值来替代原来的像素值的方法。
** 中值滤波器:⏹对于椒盐噪声,中值滤波效果比均值滤波效果好。
⏹对于高斯噪声,均值滤波效果比均值滤波效果好。
⏹对比度:通俗地讲,就是亮暗的对比程度。
对比度通常表现了图像画质的清晰程度** 直方图均衡化方法的基本思想是,对在图像中像素个数多的灰度级进行展宽,而对像素个数少的灰度级进行缩减。
从而达到清晰图像的目的。
⏹图像锐化的目的是加强图像中景物的细节边缘和轮廓。
锐化的作用是使灰度反差增强。
单方向的一阶锐化是指对某个特定方向上的边缘信息进行增强⏹因为数字图像信号是二维的数字信号,所以必须采用二维傅立叶变换才能够实现对图像的频域变换。
⏹往往许多问题在频域中讨论时,有其非常方便分析的一面⏹首先,提出的变换必须是有好处的,换句话说,可以解决时域中解决不了的问题。
因为数字图像信号是二维的数字信号,所以必须采用二维傅立叶变换才能够实现对图像的频域变换。
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2.1.2 数字化原理
• 二维采样定理:采样频率大于图像信号最高频率的2
例倍:f (x, y) 2 cos 2π(3x 4 y), x y 0.2
F (u, v) 2 cos 2π(3x 4 y)e j2π(xuyv)dxdy (u 3, v 4) (u 3, v 4)
1.4.1 数字图像处理的主要应用 1.4.2 数字图像处理的发展趋势
1.4 数字图像处理的主要应用与趋势
1.4.1 数字图像处理的主要应用
遥感图像应用:资源调查、灾害监测、农林业规划、城 市
规划、环境保护等 医学图像应用:计算机断层摄影计算成像CT技术、X射 线、
染色体分析等 工业和实验图像应用:无损探伤、自动检查和识别、智 能机 器人等
• 数字图像
由连续的模拟图像采样和量化而得。组成数字图像的基 本单位是像素,所以数字图像是像素的集合。
• 像素为元素的矩阵,像素的值代表图像在该位置的亮度,称为图像的灰度值。 • 数字图像像素具有整数坐标和整数灰度值。
1.1.1 图像的基本概念
• 图像是一种语言 • 表达方法直观 • 表现力强
• 图像信息是人类信息获取和交流的主要方式 • 视、听、触、嗅、味等
1.3.2 计算机图形学
图像处理
计算机 图形学
图像 描述
图像识别 图像理解
1.3.3 计算机视觉
计算机视觉 研究对象: 图像或图像序列
图像处理 图像
研究内容: 视觉感知、 分割、
图像理解
图像处理、图像 图像分析
过程:
由图像特征感知、 由原始图像处理出 识别和理解三维场景 分析结果
1.4 数字图像处理的主要应用与趋势
2.1.2 数字化原理
数字图像处理_课件_11
33
距离与角度标记图
数第 字十 图一 像章 处表 理示
和 描 述
r θ
A r(θ)
A
0 3 π 5 3 7 2 4 2 4 θ 42 4
(a) r(θ)为常量;
r(θ) 2A
A
0 4
3 24
r θ A
π 5 3 7 2 θ 42 4
(b) 标记图由重复出现的模式r(θ)=Asecθ, 0≤θ≤π/4
描
储b0和b1的位置,以便在步骤5中使用。
述
2. 令b=b1和c=c1 [见图 (c)]。
7
数 第 3. 从c开始按顺时针方向行进,令b的8个邻点为
字十 图一
n1, n2, …, n8。找到标为1的第一个nk。
像章 处表
4.
令b=nk和c=nk-1。
理示 和
5.
重复步骤3和步骤4,直到b=b0且找到的下一
10
数第 字十 图一 像章 处表 理示
和 描 述
➢ 如果给定一个区域而非其边界,那么边界追踪 算法会工作得很好。也就是说,该过程提取一 个二值区域的外边界。
➢ 如果目的是找到一个区域中的孔洞的边界(这 种边界称为该区域的内边界),一种简单的方 法是提取这些孔洞(见9.5.9节),并将它们当 做0值背景上的1值区域来处理。对这些区域应 用边界追踪算法将得到原始区域的内边界。
和r(θ)=Acscθ, π/4<θ≤π/2构成。
34
两个二值区域的标记图
1. 根据其外部特征(其边界)来表示区域;
2. 根据其内部特征(如组成该区域的像素)表 示它。
3
数 第 ➢ 选择用来作为描绘子的特征都应尽可能
字十 图一
胡学龙数字图像处理课件 第10章 数字图像处理的应用
• 有利于编程
– (3)用边界行程码或链码
• 程序复杂度与运用格林公式相当
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• 2. 颗粒度的求解 • (1) 颗粒的检出
– 从图像中检出颗粒Y,然后消除噪声点。 – 对图像X进行了一次开运算。选取结构元素进行腐蚀运
算,去掉半径小于λ的噪声点,再进行膨胀运算。
而可以作为图像的抽象表示。 • 基于特征(内容)的图像检索利用不同特征定义
的相似度表示不同图像之间的相似程度。 • 基于内容的图像检索
– 首先要确定特征,以便让计算机自动地或半自动地从 图像中提取这些特征。
– 其次根据这些特征进行相似性度量,认为查询图像与 目标图像特征值越接近则两幅图像越相似。
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• 国外已经处于“第二代PACS(Hi-PACS, Hospital integrated PACS)”阶段。
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10.3.8 基于颜色和纹理特征的图像检索算法
• 1. 概述 • 2. 颜色特征的提取 • 3. 纹理特征的提取 • 4. 距离度量与相似检索 • 5. 实验结果
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图10.8 不同特征的检索结果
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10.4 数字化医院中的图像存档与通信系统
• 10.4.1 PACS概述 • 10.4.2 国内外发展现状 • 10.4.3 主要解决的问题和技术要点 • 10.4.4 DICOM图像格式 • 10.4.5 DICOM 3.0标准及其面向对象的实现 • 10.4.6 小结
• 以有噪医学图像为例采用开运算去除噪声,再根 据结构元素的变化定义并绘制图像面积函数和颗 粒度函数
• 研究图像中各个颗粒或“子目标图像”的分布状 况,得出的结论可供图像的颗粒度分析参考。
数字图像处理与机器视觉-基于MATLAB实现 第10章 图像识别基础
• 以数据聚类的监督学习方法; • 以统计分类的无监督学习方法; • 通过对基本单元判断是否符合某种规则的结构模式识别方法; • 可同时用于监督或者非监督学习的神经网络分类法。 1.线性判用一条直线来划分已有的学 习集的数据,然后根据待测点在直线的那一边决定的分类。如下图可以做出一条直线来 划分两种数据的分类。但是一般情况下的特征数很多,想降低特征数维度。可以通过投 影的方式进行计算。然而使得一个多维度的特征数变换到一条直线上进行计算。可以减 少计算工作的复杂度。
10.2 模式识别方法
c.对称连接网络 对称连接网络有点像循环网络,但是单元之间的连接是对称的(它们在两个方向上 权重相同)。比起循环网络,对称连接网络更容易分析。这个网络中有更多的限制,因 为它们遵守能量函数定律。没有隐藏单元的对称连接网络被称为“Hopfield 网络”。有 隐藏单元的对称连接的网络被称为“玻尔兹曼机” 。 神经网络可以看成是从输入空间到输出空间的一个非线性映射,它通过调整权重和 阈值来“学习”或发现变量间的关系,实现对事物的分类。由于神经网络是一种对数据 分布无任何要求的非线性技术,它能有效解决非正态分布和非线性的评价问题,因而受 到广泛的应用。由于神经网络具有信息的分布存储,并行处理及自学习能力等特点,它 在泛化处理能力上显示出较高的优势。
模式识别是指对表征事物或现象的各种形式的(数值的、文字的和逻辑关系的)信息进行 处理和分析,以对事物或现象进行描述、辨认、分类和解释的过程,是信息科学和人工智 能的重要组成部分。
基于监督学习的模式识别系统由4大部分组成,即待识别对象、预处理、特征提取和分 类识别,如图10-1所示。
图10-1 模式识别流程图
数字图像处理课件整理版
2020年数字图像处理课件整理精品版第一章■课程性质和任务通过本课程的学习,系统地了解数字图像的基本概念、数字图像形成的原理,掌握数字图像处理的理论基础和技术方法。
着重掌握数字图像的增强、复原、压缩和分割的技术方法,为今后能够从事有关数字图像处理的研究和技术方法应用等工作掌握必备的基础知识。
数字图像处理的概念1•什么是图像■图像可定义为一个二维函数f (X, y)■ (x,y)——空间坐标■幅度值f (x, y)——图像该点的灰度(或强度)■数字图像:坐标x、y和幅度f(x,y)均是有限的离散数值■数字图像中每个由坐椒x,y)指定的点称为像素(pixel)0■数字图像可看作是由像素组成的二维矩阵。
灰度图像像索精品好文档.推荐学习交潦■对于单色即灰度图像而言,每个像素的亮度用一个数值来表示,通常数值范围在0到255之间。
0表示黑、255表示白,而其它表示灰度级别。
彩色图像■彩色图像可以用红、绿、蓝三元组的二维矩阵來表示。
'255240240'O16080 'O80160"R =255O80G =255255160 B =O O240 255O O O255O255255255通常,三元组的每个数值也是在0到255之间,0表示相应的基色在该像素中没有,而255 则代表相应的基色在该象素中取得最大值,这种情况下每个象素可用三个字节来表示。
2.什么是数字图像处理数字图像处理就是利用计算机系统对数字图像进行各种目的的处理3.数字图像的表示方法空间上:图像抽样对连续图像f (x, v)进行数字化幅度上:灰度级量化■数字图像常用矩阵来表示:/((),()) _/(0,1) …/((KN-1)f(x9y)= m°) /ai) /(LA-1)• • • •/'(xYZ—LO) /'(A/—LT) •…yXA•/—L“V—1) vx=0, 1, ••• ,M-1 ,(xj)=0~255,.”=(),1,…少」* (灰度级为256,设灰度量化为8bit)16X方向,抽样M行y方向,每行抽样N点整个图像共抽样MXN个像素点—般取M=N=2n=64, 128, 256, 512, 1024, 2048……四、数字图像处理的三个层次■从计算机处理的角度可以由低到高将数字图像处理分为三个层次。
数字图像处理课后参考答案
数字图像处理第一章1、1解释术语(2) 数字图像:为了便于用计算机对图像进行处理,通过将二维连续(模拟)图像在空间上离散化,也即采样,并同时将二维连续图像的幅值等间隔的划分成多个等级(层次)也即均匀量化,以此来用二维数字阵列并表示其中各个像素的空间位置与每个像素的灰度级数的图像形式称为数字图像。
(3)图像处理:就是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。
1、7 包括图像变化、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像的特征提取、形态学图像处理方法等。
彩色图像、多光谱图像与高光谱图像的处理技术沿用了前述的基本图像处理技术,也发展除了一些特有的图像处理技术与方法。
1、8基本思路就是,或简单地突出图像中感兴趣的特征,或想方法显现图像中那些模糊了的细节,以使图像更清晰地被显示或更适合于人或及其的处理与分析。
1、9基本思路就是,从图像退化的数学或概率模型出发,研究改进图像的外观,从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面目,从而获得与景物真实面貌相像的图像。
1、10基本思路就是,,在不损失图像质量或少损失图像质量的前提下,尽可能的减少图像的存储量,以满足图像存储与实时传输的应用需求。
1、11基本思路就是,通过数学方法与图像变换算法对图像的某种变换,以便简化图像进一步处理过程,或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。
1、12基本目的就是,找出便于区分与描述一幅图像中背景与目标的方法,以方便图像中感兴趣的目标的提取与描述。
第二章2、1解释下列术语(18)空间分辨率:定义为单位距离内可分辨的最少黑白线对的数目,用于表示图像中可分辨的最小细节,主要取决于采样间隔值的大小。
(19)灰度分辨率:就是指在灰度级别中可分辨的最小变化,通常把灰度级数L称为图像的灰度级分辨率。
(20)像素的4邻域:对于图像中位于(x,y)的像素p来说,与其水平相邻与垂直相邻的4个像素称为该像素的4邻域像素,她们的坐标分别为(x-1,y)(x,y-1)(x,y+1)(x+1,y)。
数字图像处理大纲总结
第一章:数字图像处理基础概念★1、数字图像处理的内容:(1)图像获取、表示和表现(图像的数字化和图像变换)(2)图像增强(3)图像复原(4)图像重建(5)图像压缩编码(6)图像分割(7)图像分析(8)模式识别(9)图像理解★2、数字图像处理的层次关系(P 3):狭义图像处理-------图像分析-----------图像理解。
抽象程度低-------------------------------- 高数据量大-------------------------------- 小语义低层-------------------------------- 高层★3、数字图像处理的特点:(1)处理精度高,再现性好(2)处理通用性强、灵活性高、多样性广(3)图像数据量庞大(4)处理费时(5)图像处理技术综合性强★4、数字图像处理的目的:(1)提高图像的视感质量,以达到赏心悦目的目的。
(2)提取图像中所包含的某些特征或特殊信息,以便于计算机分析(3)对图像数据进行变换、编码和压缩,以便于图像的存储和传输。
5、数字图像处理的发展方向(1)在进一步提高精度的同时着重解决处理速度问题。
(2)移植和借鉴其他学科的技术和研究成果,创造新的处理方法。
(3)加强边缘学科的研究工作(4)加强理论研究(5)图像处理领域的标准化6、论述数字图像处理技术在生产生活中的应用(1)在生物医学中的应用:利用电磁波谱成像分析系统诊断病情:如显微镜图像分析,DNA成像分析,CT及核磁共振、超声波、X射线成像分析等(2)遥感航天中的应用:检测土地变化;农林资源的调查;自然灾害监测、预报;地势、地貌测绘;地质构造解译、找矿;环境污染检测等等(3)工业应用:无损探伤,石油勘探,生产过程自动化,工业机器人研制等(4)军事公安领域运用:卫星侦察照片的测绘、判读,雷达图像处理,导弹制导,军事仿真等(5)其他应用:图像远距离通信、电视会议、天气预报、现场视频管理等第二章:图像数字化与灰度直方图★1、直方图的性质(P 23):(1)灰度直方图只能反映图像的灰度分布情况,而不能反映图像像素的位置(2)一幅图像对应唯一的灰度直方图,反之不成立。
(数字图像处理)第十章小波变换的图像处理
边缘检测与特征提取
80%
边缘检测原理
利用小波变换对图像进行多尺度 分解,通过检测小波系数中的突 变点实现边缘检测。
100%
特征提取
小波变换能够提供图像的多尺度 、多方向信息,因此可以用于提 取图像中的纹理、形状等特征。
80%
应用领域
边缘检测和特征提取在目标识别 、图像分割、场景理解等领域具 有广泛应用。
Meyer小波
Meyer小波是一种具有无穷光滑性和正交性的小 波基函数,其频率响应接近理想滤波器。Meyer 小波适用于对信号进行高精度的分解和重构,如 音频信号处理、图像处理等。
02
图像处理中的小波变换应用
图像压缩与编码
小波变换压缩原理
利用小波变换对图像进行多尺度分解,得到不同频率的子 带图像,通过对子带图像进行量化和编码实现压缩。
多分辨率分析实现
多分辨率分析可以通过构建一系列嵌套的子空间来实现,每个子空间对应一个 特定的尺度。通过在不同尺度下对信号或图像进行投影和重构,可以得到信号 或图像在不同尺度下的分量表示。
常见小波基函数介绍
Haar小波
Haar小波是最简单的小波基函数之一,具有紧 支撑性和正交性。它的波形类似于方波,适用于 对信号进行粗略的分解和重构。
不同噪声水平下算法性能分析
针对不同噪声水平(如高斯噪声、椒盐噪声等),分析并 比较各种去噪算法的性能表现。
算法实时性与计算复杂度评估
评估各种去噪算法的实时性和计算复杂度,为实际应用提 供参考依据。
05
小波变换在边缘检测中的应用
基于小波变换的边缘检测算法
小波基选择
选择适合图像处理的小波基,如 Haar小波、Daubechies小波等,用 于实现小波变换。
数字图像处理与分析概述
31
数字图像处理与分析概述
数字图像处理过程中的退化
图像处理流程中的对应——每一步中可能产生的误差
数字图像处理与分析概述
基础理论与技术沿袭
信息与通讯理论
9Shannon“通信中的数学理论”(A Mathematical Theory of Communication)的发表
9图像信息论属于信息论科学中的一个分支
9认识色彩、色彩体系、色彩混合与原色、 色彩对比、色彩感觉、色彩应用
图形学 独有技术
第一章:图像处理与分析导论
34
数字图像处理与分析概述
与图形学的关系
图像处理——重点研究自然图像的处理 图形学——重点研究怎样用数字计算机生成、处理和 显示图形
发展特点: 交叉、界线模糊、相互渗透
图像变换 (图像处理)
图像生成(计算机图形学)
数
数
字
据
图
模
像
型
模型(特征)提取
(计算机视觉,模式识别)
第一章:图像处理与分析导论
模型变换 (计算几何)
35
数字图像处理与分析概述
数字图像处理与分析特点
图像中信息量大:“一幅图像胜过1000个单词” 图像处理数据量大
512±512=256 KB 1024 ±1024=1 MB
第一章:图像处理与分析导论
19
数字图像处理与分析概述
数字图像的基本要素—像素
第一章:图像处理与分析导论
20
数字图像处理与分析概述
数字图像的基本要素
像素坐标系—对图像分布进行二维空间采样
第一章:图像处理与分析导论
21
数字图像处理与分析概述
数字图像的基本要素
像数值—对单个像素灰
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What is Image Restoration?
Image restoration attempts to restore images that have been degraded
b/a
2
2
Exponential noise:
ae az p( z ) 0 =1 / a;
for
z 0 for z 0
1/ a
2
2
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Noise Models
Uniform noise:
1 (b-a) p( z ) 0 =(a b) / 2; if a z b
otherwise
2 (b a) 2 / 12
Impulse noise:
pa p( z ) pb 0
for for
za z b
otherwise
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Noise Models
Impulse noise is also called salt-and-pepper noise. For pa=pb=0.05
Input image
Degraded image
Noise level p=0.05 means that approximately 5% of pixels are contaminated by salt or pepper noise (highlighted by red color)
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Spatial filtering • Inverse filtering • Wiener filtering • >>filter2
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Image Restoration General
One has to have some a priori knowledge about the degragation process. Usually we need to know: The noise in the original image Model for degragation Some information from original image
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Noise Models
There are many different models for the image noise term η(x, y):
– Gaussian
• Most common model
– Rayleigh – Erlang – Exponential – Uniform – Impulse
– Identify the degradation process and attempt to reverse it – Similar to image enhancement, but more objective
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Enhancement vs. Restoration What is Image Restoration?
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What is Image Restoration?
Image Preprocessing
Enhancement
Restoration
Spatial Domain
Frequency Domain
Spatial Domain
Frequency Domain
Point Processing Spatial filtering Filtering • >>imadjust • >>filter2 • >>fft2/ifft2 • >>histeq • >>fftshift
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Noise and Images
The sources of noise in digital images arise during image acquisition (digitization) and transmission
– Imaging sensors can be affected by ambient conditions – Interference can be added to an image during transmission
for for 2
z a z a
=a b / 4 ;
b( 4 ) 4
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Noise Models
Erlang (Gamma) noise:
p( z ) 0 =b / a;
a b z b1 az e (b-1) !
for z 0 for z 0
g ( x, y) h( x, y) * f ( x, y) ( x, y)
In frequency domain representation:
G(u, v) H (u, v) F (u, v) N (u, v)
Where: f(x,y) is the input image, g(x,y) is the degraded image, h(x,y) is the degradation function, and ( x, y ) is the additive noise.
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MATLAB Command
>Y = IMNOISE(X,'salt & pepper',p)
Notes: Example: impulsenoise.m
The intensity of input images is assumed to be normalized to [0,1]. If X is not double, you need to do normalization first, i.e., X=X/255; If X is uint8, MATLAB would do the normalization automatically The default value of p is 0.05 (i.e., 5 percent of pixels are contaminated) Imnoise function can produce other types of noise as well (you need to change the noise type ‘salt & pepper’)
Unconstrained
• Inverse Filter • Pseudo-inverse Filter
Constrained
• Wiener Filter
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Restoration Model
The objective of restoration is to obtain an estimate f ( x, y) of the original image f(x,y). Generally, more we know about H, and , the the closer f ( x, y) will be to f(x,y). The approach used throughout most of this chapter is based on various types of image restoration filters.
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A Model of Image Degradation and Restoration
The degradation process is modeled as a degradation function that together with an additive noise term.