图像处理复习

1、图像：是用于各种观测系统、以不同形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接货简介作用于人眼，今儿产生视只学的实体。

2、图像处理：为了能用计算机对图像进行加工，需要把练习的图像在图像坐标空间XY和图像性质弓箭F中都离散化，这种离散化的图像就是数字图像。

（方法：空域、领域法）3、像素：图像可分为许多个单元，每隔单元叫做图像元素，简称像素。

分辨率与起包含的像素个数成正比，像素个数越多，图像的分辨率越高。

4、像素领域：实际图像中的像素在空间中是按某种规律排列的，相互之间有一定关系，像素之间的关系与每隔图像的由近邻像素组曾的领域有关。

5、像素之间的距离：（1）、D(p、q)>=0:表明两个像素之间的距离总是整的。

（2）、D(p、q)=D(q、p):表明两个像素之间的距离与起点、终点的选择无关。

（3）、D(p、r)<=D(p、q)+D(q、p)：两像素之间的距离最短是沿直线的。

6、图像坐标变换：将像素从图中的一处移动到另一处，从而改变图像的布局。

基本的图像坐标变换包括：平移、旋转和尺度变换。

7、图像显示：指将图像以图的形式彰显出来。

8、半调输出：为了设备上输出灰度图像并保持起原有的灰度级常采用一中称为半调输出带技术。

半调输出的原理是利用人眼的集成特性，在每个像素打印一个其尺寸反比于该像素的黑圆点，即在亮的图像区域打印的点小，在暗的图像区域打印的电大。

9、采集和量化：由场景采集来的影像必须在空间和会度上都离散化才能被计算机处理。

空间坐标的离散化叫做采样，而灰度的离散化叫做灰度量化。

图像的空间分辨率主要有采样率所决定，而图像的幅度分辨率主要有量化所决定。

b= M X N X k (bit)10、图像数据在练级存储和数据库存储器中一般以图像文件的形式存储。

基本有两种形式：一种是矢量，另一种是光栅形式。

11、图像文件格式：（1）BMP格式是Windows环境中的一中标准图像格式，全称Microssft设备独立位图像.也称位图像文件，包括：位图文件头（表头）、位图像信息（调色板）、位图阵列（图像数据）。

（2）GIF格式：是一钟公用的图像文件格式，它是8位文件格式，所以最多能存储256色图像。

文件结构较复杂，一般包括7个数据单元：文件头、通用调色板、图像数据区以及4个补充区。

其中表头和图像数据区是不可缺少的单元。

（3）TIFF格式：是一中独立于操作系统和文件系统的格式，便于在软件之间进行图像数据交换，包括：文件头、文件目录和文件目录项（4）JPEG格式：是对静止灰度或色彩图像的一中国际压缩标准，尤其适用于拍摄的自然照片，所以在数字照相机上得到广泛使用。

采用的是有损的编码格式，其可节省的空间一般是相当大的。

12、图像工程：图像处理、图像分析和图像理解，三者有机结合称为图像工程。

图像处理：着重强调在图像之间进行的变换。

图像分析：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而建立对图像的描述。

图像理解：着重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他们之间的相互联系。

1、图像增强：是图像处理一种典型技术的是通过对图像的各种加工，获得视觉效果更“好”，或看起来更“有用”的图像。

2、图像灰度映射常用的映射规则：图像求反：是将原来灰度值翻转，简单来说就是黑变白，白变黑。

增强对比度：实际上是增强原因各部分之间的反差。

压缩动态范围：目标与增强对比对相反，有时图像动态超出显示设备的动态范围，可能会使细节丢失。

解决办法就是灰度压缩。

3、直方图均衡化的基本思想：是把原始图的直方图变换为均匀分布的形式，这样就增强了像素灰度值的动态方位从而可达到增强图像整体对比度的效果。

增强函数需要满足两个条件：（1）它在0<=f《=L-1范围内是1个单值单增函数，这是为了保证原图各灰度级在变换后仍保持黑道白的排列次序。

（2）对0<=f《=L-1有0《=g<=L-1,保证变换前后灰度值动态范围一致性。

4、直方图均衡化计算列表：1、列出原始图灰度级fK。

2、列出原始直方图。

3、计算原始累积直方图。

4、取整gk = int[ (L-1) gk +0.5 ]。

5、确定映射对应关系。

6、计算新直方图。

5、直方图规定化：也是一种借助直方图变换来增强图像的方法，它通过将原始图的直方图。

从而达到预期确定的增强效果。

直方图规定化有3个主要步骤：1、对原始图的直方图进行灰度均衡化gk = 求和pf(fi) 。

2、规定需要的直方图，并计算能使规定的直方图均衡化的变化vl =求和pu(uj)。

3、将1步骤得到的变换反转过来，即将原始直方图对应地映射到规定的直方图，也就是将pf(fi)对应到pu(uj中。

6、图像均衡化：优点是能自动地增强整个图像的对比度，但它的具体增强效果不易控制，处理的结果总是得到全局均衡化的直方图。

7、图像间的运算可分为：算术运算：一般用于灰度图像，对整幅图的算术运算是逐像素进行的。

每次只涉及1个空间像素，所以可以“原地”完成。

逻辑运算：只用于二值图像。

对整幅图的逻辑运算也是逐像素进行的。

8、空域卷积滤波：是在图像空间借助模版进行卷积操作完成的，根据其特点一般分为线性和非线性。

根据功能主要分为：平滑的和尖锐化的。

平滑的目的又可分为两种：一种是模糊，目的是在提取较大的目标前去除太小的细节或将目标内的小间断连接起来；另一种是消除噪声，锐化的目的是为了增强被模糊的细节。

9、线性平滑滤波：所有的系数都是正的（系数全部取1，领域平均）。

非线性平滑滤波：平滑滤波器在消除噪声的同时会将图像中的一些细节模糊掉，如果既要消除噪声又要爆出图像的细节可以使用中值滤波器（非线性），工作步骤：1、将模块在图中漫游，便将模块中心与图中摸个像素位置重合；2、读取模版下个对应像素的灰度值；3、将这些灰度值从小到大排成1列；4、找出这些值里排列在最中间的1个；5、将这中间的值赋给对应模块中心位置的像素。

1、图像恢复：也称图像复原，是图像处理的一大类技术，与图像增强有密切联系，相同之处是某种意义上改进图像；不同之处。

图像增强技术一把要借助人的视觉系统的特性以取得较好的视觉效果；而图像恢复则认为是图像（质量）是在某种情况下退化了，需要根据相应的退化模型和知道重建或者恢复原始的图像。

2、图像退化：指由场景得到的图像没能完全的反应场景的真是内容，产生了失真等问题。

在图像采集过程中长生的退化常称为模糊，它对目标的频谱宽度有限制作用；一般是一个却性过程。

早图像记录过程中产生的退化常被称为噪声，它可来源测量误差，记数误差等，一般是一个统计过程。

3、图像退化模型性质：1、线性2、相加性3、一致性4、位置（空间不变性）4、噪声分类：热噪声：与物体的绝对温度有关，也称Johnson噪声；2、闪烁噪声：是由电流运动导致的一种噪声；3、发射噪声：是由非均匀流动的，或者是电子运动随机性的结果；4、有色噪声：指具有肥白色频谱的宽带噪声。

5、空间噪声滤波器：直接在图像域中滤除噪声的滤波器。

常见的空域噪声滤波器包括：均值滤波器、排序滤波器和自适应滤波器。

均值滤波器滤除高斯噪声的效果比滤除脉冲噪声的效果好。

谐波均值滤波器对盐噪声的滤除效果比对椒噪声要好许多。

6、排序滤波器：是空域滤波器的一种，滤除脉冲噪声的效果比滤除高斯噪声的效果好；典型例：1、中值滤波器：用模块所覆盖的区域中像素的中间值作为滤波结果（取出数据，从小打倒排列，选取中间值）。

2、最大值（对椒噪声比较有效）和最小值滤波器（对消除盐噪声有效）。

3、中点滤波器（对消除高斯噪声和均匀随机噪声比较有效）。

7、频域周期噪声滤波器：周期噪声指噪声在图像中有规律的重复出现，常在采集图像是受到电子干扰而产生，且岁空间位置而变化，由于有特定的频率，所有常采取频率滤波的方法消除。

常用的滤波器包括：带阻滤波器、带通和陷波滤波器（楔状滤波器）1、投影重建：一般指一个物体的多个投影图重建目标图像的过程，其目的是根据对场景的投影数据来获取场景中物质分布的信息。

（特殊的图像处理方法）2、利用投影重建方式工作的系统：1、透射断层成像：在透射断层像（TCT,CT）系统中，发射源射出的射线穿透物体打倒接收器。

射线在透过物体时一部分被物体吸收，余下部分被接收器接收。

2、发射断层断像：在发射断层成像（ECT）系统中，发射源在物体内部。

一般是将具有放射性的离子注入物体内部，从物体外检测其放射出来的量。

3、反射断层成像：也是利用投影重建的原理工作的（例子：雷达）。

4、磁共振成像：在早期称为核磁共振（NMR）。

5、电阻抗断层成像：电阻抗断层成像采用电场对物体进行激励检测（对电导或电抗的改变敏感）。

3、图像编码技术：人们试图对图像采用不同的表达方法以减少表示图像所需要的数据量，这个工作常用对图像进行编码的方法来解决，常称为图像编码为图像压缩。

4、数据冗余和压缩：对给定的信息可用不同的数据量来表示。

对给定的信息，设法减少表达这些信息的数据量称为数据压缩（图像数据压缩）。

压缩数据量的重要方法是消除冗余数据。

( 压缩率CR=n1/n2 >1 )。

在数据图像压缩中，有3种基本的数据冗余：1、像素相关冗余：图像中一般存在与像素相关性直接联系着的数据冗余；2、编码冗余：为表达图像数据需要使用一系列符号，用这些符号根据一定的规则来表达图像就是对图像编码；3、心理视觉冗余：与人观察的方式有关。

如果能减少一种或多种冗余，就能取得数据压缩的效果。

5、图像保真度：根据解码图像对原始被压缩图像的保真程度，图像压缩方式可分为两大类：信息保存型和信息损失型。

常用的保真度准则主要有两大类：1、客观保真度准则：当所损失的信息量可用编码输入图像与解码输出图的某个确定函数时，一般基于客观保真度准则。

优点是便于计算或测量，最常用的一个准则是输入图像和输出图像之间的均方根（另一个客观保真度准则称为压缩-解压缩图的均方比）。

2、主观保真度准则。

6、无失真编码定理：也叫香农第一定理，它确定了对零记忆心愿的每隔信源符号编码可达到的最小平均码子长度。

7、哈夫曼编码：是消除编码冗余最常用的技术之一。

当对信源符号逐个编码时，哈夫曼编码能给出最短码子（减少编码冗余是实现压缩的一种简单基本的方式）。

特点：（1）、它是一种块码，因为各个信源符号都被映射成1组固定的次序的符号；2、它是1种即时码；3、是1种可唯一解开的码，或者说具有解码的唯一性。

8、位平面编码：是一种基于将多灰度值独享分解成一系列二值图，然后对每1幅二值图在用二元压缩方法进行压缩的技术。

9、为平面分解：是指将一幅具有m bit灰度级的图像分解称为m幅1bit的二值图像。

XH45-3417-3560-7353。