数字图像处理学2

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数字图像处理(第二版)章 (2)

数字图像处理(第二版)章 (2)
(4) 噪声。数字化设备的噪声水平也是一个重要的性能参 数。例如,数字化一幅灰度值恒定的图像,虽然输入亮度是一 个常量,但是数字化设备中的固有噪声却会使图像的灰度发生 变化。因此,数字化设备所产生的噪声是图像质量下降的根源 之一,应当使噪声小于图像内的反差点(即对比度)。
第2章 数字图像处理基础
2.2 数字图像类型
第2章 数字图像处理基础
为了减小量化误差,引入了非均匀量化的方法。非均匀量 化依据一幅图像具体的灰度值分布的概率密度函数,按总的量 化误差最小的原则来进行量化。具体做法是对图像中像素灰度 值频繁出现的灰度值范围,量化间隔取小一些; 而对那些像 素灰度值的概率分布密度函数因图像不同而异,所 以不可能找到一个适用于各种不同图像的最佳非等间隔量化方 案,因此,实用上一般多采用等间隔量化。
第2章 数字图像处理基础
3. 索引颜色图像 在介绍索引颜色图像之前,首先来了解PC机是如何处理颜 色的。大多数扫描仪都是以24位模式对图像进行采样的,即可 以从图像中采样出1670万种不同的颜色。用这种方式获得的颜 色通常称为RGB颜色。颜色深度为24位每像素的数字图像是目前 所能获取、浏览和保存的颜色信息最丰富的彩色图像,由于它 所表达的颜色远远超出了人眼所能辨别的范围,故将其称为 “真彩色”。在早期,由于技术上和价格上的原因,计算机在 处理时并没有达到24位每像素的真彩色水平,为此人们创造了 索引颜色。索引颜色通常也称为映射颜色。在这种模式下,颜 色都是预先定义的,并且可供选用的一组颜色也很有限。索引 颜色的图像最多只能显示256种颜色。索引颜色通常称为调色板。 一幅索引颜色图像在图像文件里定义,当打开该文件时,构成 该图像具体颜色的索引值就被读入程序,然后根据索引值在调 色板中找到对应的颜色。
b=M×N×Q (b)

数字图像处理(冈萨雷斯)2数字图像处理基础PPT课件

数字图像处理(冈萨雷斯)2数字图像处理基础PPT课件
人眼对不同亮度的适应和鉴别能力
亮 暗 适应慢 暗 亮 适应快
55
(1)视觉适应性
2.1.3亮度适应和鉴别
✓亮度适应范围:1010量级(10-6mL(夜视域)~104mL(强闪光));
✓与整个适应范围相比,人眼在某一时刻能鉴别的亮度级别范围很 小(以该环境的平均亮度为中心的一个小的亮度范围);
✓亮度适应级(视觉系统当前的灵敏度级别):
Bit数为:
b=M×N×k
(2.4-4)
因此,存储一幅512×512 ,有256个灰度级(k=8)的图像
需要512×512×8=2097152(Bit) 或
512×512=256K(Byte)
32 32
2.4.3 空间和灰度分辨率
空间分辨率(spatial resolution)
图像中可分辨的最小细节,主要由采样间隔值决定
0<r(x,y)<1 平均反射系数(reflectance) r ( x ,y ) 0 — — 全 吸 收 r ( x ,y ) 1 — — 全 反 射
单色图像在任何坐标(x0,y0)处的强度为图像在该处的灰度 级 l=f(x0,y0),显然有 Lmin,l可L以ma规x 定灰度级范围为 [0,L-1]
2.1.3亮度适应和鉴别
✓当背景光保持恒定时,改变其他光源亮度,从不能察觉到可以
察觉间变化,一般观察者可以辨别12到24级不同强度的变化.
图2.5 亮度辨 别特性的基本 实验
图2.6 作为强
韦伯定理说明:
度函数
的典型
✓人眼视觉系统对亮度的对比度 敏感而非对亮度本身敏感;
韦伯比
✓低照度,韦伯比高,亮度辨别能力差;高照度,韦伯比低, 亮度辨别能力强;

数字图像处理第2章图像数字化

数字图像处理第2章图像数字化

续图像的频谱与它的平移复制品重叠。
的高频分量混入到它的中频或低频部分,这种现象称为
混叠。在这种情况下,由函数的采样值重建的图像将产生失真。如图 2-1-4 所示,由于采样间隔不满足
奈奎斯特条件,采样图像的频谱在阴影区及其附近产生了混叠。当我们用图示的低通滤波器


重建图像时,将会带来两个问题:
(1) 图像信号损失了一部分高频分量,致使图像变得模糊。
像,但需要付出更大的存储空间作为代价。
连续图像
在二维空间域里进行采样时,常用的方法是对
进行均匀采样。取得各点的亮
度值,构成一个离散的函数 函数来表示,即
。若是彩色图像,则以三基色 R、G、B 的亮度作为分量的三维向量
1
相应的离散向量函数用(1.1.7)表示。
图 2-1-2 采样示意图(2) 评价连续图像经过采样获得数字图像的效果,采用如下一些参数。 图像分辨率是指采样所获得图像的总像素。例如,640×480 图像的总像素数为 307 200 个。在购买 具有这种分辨率的数码相机时,产品性能介绍上会给出 30 万像素分辨率这一参数。 采样密度是指在图像上单位长度所包含的采样点数。采样密度的倒数就是像素间距。 采样频率是指一秒钟内采样的次数。它反映了采样点之间的间隔大小。采样频率越高,丢失的信息 越少,采样后获得的样本更细腻逼真,图像的质量更好,但要求的存储量也就更大。 扫描分辨率表示一台扫描仪输入图像的细微程度。它指每英寸扫描所得到的点,单位是 dpi (dot per inch)。数值越大,表示被扫描的图像转化为数字化图像越逼真,扫描仪质量也越好。无论采用哪种评价 参数,实际上在进行采样时,采样点间隔的选取是一个非常重要的参数。
(a) 中央上升型
(b) 中央平稳型

数字图像处理第二版夏良正著

数字图像处理第二版夏良正著

数字图像处理第二版夏良正著(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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第二章 数字图像处理基础

第二章 数字图像处理基础
主要内容
2.1 数字图像的表示 2.2 数字图像的采样与量化 2.3 人的视觉特性 2.4 光度学与色度学原理
第二章 数字图像处理基础
本章重点、难点
重点: 采样和量化 BMP图像文件格式 RGB颜色模型和HSI颜色模型 难点: 采样和量化的理解 BMP位图
2.1 数字图像
数字图像:f(x,y),函数值对应于图像点的 亮度。称亮度图像。 注意:模拟图像与数字图像的区别 动态图像:f(x,y,t)
人眼成像过程
视细胞分为两类: 锥状细胞:明视细胞,在强光下检测亮度 和颜色。 杆(柱)状细胞:暗视细胞,在弱光下检测亮 度,无色彩感觉。 人眼成像过程
图像的对比度和亮度
人眼的亮度感觉 图像 “黑”“白”(“亮”、“暗”)对比参数 对比度 : c=Bmax/Bmin 相对对比度:cr=(B-B0)/B0 人眼亮度感觉范围 总范围很宽 c = 108 人眼适应某一环境亮度后,范围限制 适当平均亮度下:c=103 很低亮度下:c=10
亮度
也称为灰度,它是颜色的明暗变化,常用 0 %~ 100 % (由黑到白) 表示。以下三幅图是 不同亮度对比。
对比度
对比度(contrast)是亮度的局部变化,定义为物体亮 度的平均值与背景亮度的比值,是画面黑与白的比 值,也就是从黑到白的渐变层次。比值越大,从黑 到白的渐变层次就越多,从而色彩表现越丰富。人 眼对亮度的敏感性成对数关系。
同时对比度
人眼对某个区域感觉到的亮度不是简单 地取决于该区域的强度,背景亮度不同 时,人眼所感觉到的明暗程度也不同。
马赫带效应
马赫带(Mach Band)效应:边界处亮度对比加强
为什么我们要在暗室评片?
马赫带效应的出现,是因为人眼对于图像中不同 空间频率具有不同的灵敏度,而在空间频率突变处 就出现了 “欠调”或“过调”

数字图像处理数字图像处理第二章(第六讲)KL变换、其他正交变换

数字图像处理数字图像处理第二章(第六讲)KL变换、其他正交变换

第二章 常用的数学变换
2.6其他正交变换 —离散沃尔什-哈达玛变换(WHT)
1 1 1 1 1 1 1 1
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H8
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2.6其他正交变换 —离散沃尔什-哈达玛变换(WHT)
1893年法国数学家哈达玛总结前人研究只包含+1和-1的正交矩 阵结果,形成哈达玛矩阵,既简单又有规律
1923年美国数学家沃尔什提出Walsh函数,具有特点 函数取值仅有两个(0,1或-1,+1) 由Walsh函数构成的Walsh函数集,具备正交性和完备性
种是按照哈达玛排列来定义。由于哈达玛排序的沃尔什函数是由2n (n=0,1,2,…)阶哈达玛矩阵(Hadamard Matrix)得到的,而
哈达玛矩阵的最大优点在于它具有简单的递推关系, 即高阶矩阵可 用两个低阶矩阵的克罗内克积求得,因此在此只介绍哈达玛排列定 义的沃尔什变换。
第二章 常用的数学变换
0.443(60) 0.742(70) 0.376(62) 0.106(50)
119.53
国家级精品资源共享课
第二章 常用的数学变换
第二章 常用的数学变换
2.1 引言 2.2 空域变换 2.3 频率域变换 2.4 离散余弦变换 2.5 KL变换 2.6 其他正交变换
第二章 常用的数学变换

数字图像处理 第2章 图像的数字化与显示

数字图像处理 第2章 图像的数字化与显示
k
(2.20)
2.3.3 空间与灰 度级分辨率
对一幅图像,当量化级数Q一定 时,采样点数 M×N 对图像质量有着显 著的影响。采样点数越多,图像质量越 好;当采样点数减少时,图像越小,图 上的块状效应就逐渐明显。
图像的采样与数字图像的质量
图像的量化与数字图像的质量
量化级数越多,图像质量越好,当量化级数越少时,图像质量越 差,量化级数最小的极端情况就是二值图像,图像出现假轮廓。
2.2 图像场取样
2.2.1 取样和量化的基本概念
数字化包括取样和量化两个过程 :
取样(sampling):对空间连续坐标(x, y)的 离散化 量化(quantization):幅值 f (x, y)的离散化
(a)连续图像
(b)数字化结果
图2.1 图像的数字化过程
(a)
(b)
图2.2 采样网格 (a) 正方形网格; (b) 正六角形网格
截止频率。
u U c , v Vc u U c , v Vc
(2.8)
其中 U c , Vc 对应于空间位移变量x和y的最高
则当采样周期
x, y满足
(2.9)
1 u s 2U c x 1 vs 2Vc y
此时,通过采样信号 f ( mx, ny ) 能唯一地恢 复或重构出原图像信号f (x,y)。该条件称为 Nyquist采样定理。
• 2.3.1

标量量化
标量量化:将数值逐个量化 。 例:假设抽样信号的范围是0~5 V,将它分为8等
分,这样就有8个量化电平,分别是5/8 V,10/8 V,15/8 V,…,35/8 V。 对每一个采样将它量化为离它最近的电平。 在量化后,为了能在数字信号处理系统中处理 二进制码,还必须经过编码操作。

数字图像处理试题集2(精减版)

数字图像处理试题集2(精减版)

第一章概述一.填空题1. 数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。

数字阵列中的每个数字,表示数字图像的一个最小单位,称为__________。

5. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。

其中,________________的目的是根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。

解答:1. 像素5. 图像重建第二章数字图像处理的基础一.填空题1. 量化可以分为均匀量化和________________两大类。

3. 图像因其表现方式的不同,可以分为连续图像和________________两大类。

5. 对应于不同的场景内容,一般数字图像可以分为________________、灰度图像和彩色图像三类。

解答:1. 非均匀量化 3. 离散图像 5. 二值图像二.选择题1. 一幅数字图像是:( )A、一个观测系统。

B、一个有许多像素排列而成的实体。

C、一个2-D数组中的元素。

D、一个3-D空间的场景。

3. 图像与灰度直方图间的对应关系是:()A、一一对应B、多对一C、一对多D、都不对4. 下列算法中属于局部处理的是:()A、灰度线性变换B、二值化C、傅立叶变换D、中值滤波5. 一幅256*256的图像,若灰度级数为16,则该图像的大小是:()A、128KBB、32KBC、1MB C、2MB6. 一幅512*512的图像,若灰度级数为16,则该图像的大小是:()A、128KBB、32KBC、1MB C、2MB解答:1. B 3. B 4. D 5. B 6. A三.判断题1. 可以用f(x,y)来表示一幅2-D数字图像。

()3. 数字图像坐标系与直角坐标系一致。

()4. 矩阵坐标系与直角坐标系一致。

()5. 数字图像坐标系可以定义为矩阵坐标系。

()6. 图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的灰度级数不够多造成的。

()10. 采样是空间离散化的过程。

()解答:1. T 3. F 4. F 5. T 6. T 10. T1、马赫带效应是指图像不同灰度级条带之间在灰度交界处存在的毛边现象(√)第三章图像几何变换一.填空题1. 图像的基本位置变换包括了图像的________________、镜像及旋转。

数字图像处理学(第二版)答案

数字图像处理学(第二版)答案

第四章答案1.图像增强的目的是什么?其主要目的是使处理后的图像对某种特定的应用来说,比原始图像更适用。

2.什么是直方图?直方图就是反映一副图像中的灰度级与出现这种灰度的概率之间关系的图形。

3.直方图修改的技术基础是什么?通过变换函数T(r)可以控制图像灰度级的概率密度函数,从而改变图像的灰度层次。

4.在直方图修改技术中采用的变换函数的基本要求是什么?〔1〕在0≤r≤1区间内,T(r)单值单调增加;〔2〕对于0≤r≤1,有0≤T〔r〕≤1。

5.直方图均衡化处理采用何种变换函数?累计分布函数6.直方图均衡化处理的结果是什么?扩展了原始图像的灰度范围×64大小的图像,灰度为16级,概率分布如下表,试用直方图均衡化方法处理00.10.20.30.40.50.60.70.80.91原图像直方图S0=0.195 SSSSSSSSSSSSSSS15=100.10.20.30.40.50.60.70.80.91变换之后s0≈3/15 s1≈5/15 s2≈8/15 s3≈9/15s4≈10/15s5≈11/15s6≈12/15s7≈12/15s8≈13/15s9≈13/15s10≈14/15s11≈14/15s12≈1s13≈1s14≈1s15≈100.10.20.30.40.50.60.70.80.91最后的新直方图8.〔略〕9.直方图均衡化处理的主要步骤是什么?〔1〕对给定的待处理图像统计其直方图,求出Pr(R);〔2〕根据统计出的直方图采用累积分布函数做变换Sk=T(Rk)求变换后的新灰度;〔3〕用新灰度代替旧灰度,求出Ps(s),这一步是近似过程,应根据处理目的尽量做到合理,同时把灰度值相等活近似地合并到一起。

“简并”现象?如何克服?变换后的灰度级减少了,这种现象称为简并。

克服:〔1〕增加像素的比特数;〔2〕采用灰度间隔放大理论。

11.直方图规定化处理的技术难点是什么?如何解决?主要困难在于如何构成有意义的直方图。

数字图像处理基础2

数字图像处理基础2

数字图像处理基础2第二章数字图像处理基础2.1 图像数字化技术2.2 数字图像类型2.3 常用图像文件格式2.4 像素间的基本关系2.5 图像的几何变换2.1 图像数字化技术2.2 数字图像类型2.3 常用图像文件格式2.4 像素间的基本关系2.5 图像的几何变换简单的图像成像模型一幅图像可定义成一个二维函数f(x,y)。

由于幅值f 实质上反映了图像源的辐射能量,所以f(x,y)一定是非零且有限的,也即有:0<f(x,y)</f(x,y)图像是由于光照射在景物上,并经其反射或透射作用于人眼的结果。

所以,f(x,y)可由两个分量来表征:一是照射到观察景物的光的总量,二是景物反射或透射的光的总量。

设i(x,y)表示照射到观察景物表面(x,y)处的白光强度,r(x,y)表示观察景物表面(x,y)处的平均反射(或透射)系数,则有:f(x,y)=i(x,y)r(x,y)其中:0 < i(x,y) < A 1, 0 ≤r(x,y) ≤1对于消色光图像(有些文献称其为单色光图像),f(x,y)表示图像在坐标点(x,y)的灰度值l ,且:l=f(x,y)这种只有灰度属性没有彩色属性的图像称为灰度图像。

显然:L min ≤l ≤L mxa区间[L min ,L max ]称为灰度的取值范围。

在实际中,一般取L min 的值为0,L max =L-1。

这样,灰度的取值范围就可表示成[0,L-1]。

当一幅图像的x 和y 坐标及幅值f 都为连续量时,称该图像为连续图像。

为了把连续图像转换成计算机可以接受的数字形式,必须先对连续的图像进行空间和幅值的离散化处理。

图像数字化:将模拟图像经过离散化之后,得到用数字表示的图像。

图像的数字化包括采样和量化两个过程。

连续图像空间离散数字图像幅度离散采样量化采样:是将在空间上连续的图像转换成离散的采样点(即像素)集的操作。

即:空间坐标的离散化。

量化:把采样后所得的各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。

数字图像处理课件第二章数字图像基础(ppt)

数字图像处理课件第二章数字图像基础(ppt)

▪ 人眼的视觉系统能适应的光的
亮度等级从可以看见的昏暗到 眩目相差能达到1010等级。但 是人眼并不能同时在这么大的 范围内看清物体,而只能在同 一时间内适应一个小的亮度变 化范围(106等级)。
Basic experimental setup used to characterize brightness discrimination
▪ 视觉过程
人的视觉过程的流图
视觉原理
光接收细胞:
▪ 视锥细胞(也称中央凹):600~700万,既能感光、
又能感色、对颜色敏感。可以充分识别图像细节,每个细 胞接一个神经末端,又叫适亮视觉(photopic vision)、 白昼视觉。
l视杆细胞(杆状细胞):7500~15000万,只能感光、
不能感色。几个杆状细胞联到同一个神经末梢,分辨率低, 提供视野的整体视象,不感受颜色,对低照度敏感。 夜视 觉。
▪ 视网膜 (retina):如同底片。 ▪ 视网膜是视觉接收器的所在,
它本身也是一个复杂的神经 中心。
▪ 眼睛的感觉为网膜中的视杆
细胞和视锥细胞所致。视杆 细胞能够感受弱光的刺激, 但不能分辨颜色,视锥细胞 在强光下反应灵敏,具有辩 别颜色的本领。某些动物 (如鸡)因视杆细胞较少, 所以在微光下,它们的视觉 很差,成为夜盲。也有些动 物(如猫和猫头鹰)因视杆 细胞很多,所以能在夜间活 动。
▪ 在一定条件下,一个视觉系统当前的敏感
度叫做亮度适应级。这个敏感度是用实验
Hale Waihona Puke 来验证的。在实验中,逐渐增加光照射的
强度I,改变量为I,达到多个观察者能感
图2.5用于描述亮度辨 别特性的基本实验
知的程度, 当有一半的人感知增加时, I/I成为Weber ratio,作为视觉系统当前的 敏感度。在很强的光下,需要改变较强的

数字图像处理第2章课后题答案

数字图像处理第2章课后题答案

第二章数字图像处理基础1.将一幅光学模拟图像转换为数字图像的过程叫做图像的数字化,包括扫描、采样、量化三个过程。

采样点数越多、量化级数越高,图像质量越好。

2.图像数字化过程中造成失真的原因有两个方面:第一个方面,在采样过程中,如果采样点数满足取样定理(即采样频率不小于最高截止频率的2倍)的情况下,重建图像就不会产生失真,否则就会因为取样点数不够而产生所谓混淆失真;第二个方面,在量化过程中,若图像不产生失真,则需要量化级数无穷大,而实际量化级数往往无法满足这样的取值而造成图像的失真。

3.人的眼睛是人类视觉系统的重要组成部分,当外界景象通过眼球的光学系统在视网膜上成像后,视网膜产生相应的胜利电图像并经视神经传入大脑;人眼的视网膜由感光细胞覆盖,感光细胞吸收来自于光学图像的光线,并通过晶体透镜和角膜聚集在视网膜上。

晶状体相当于普通光学镜头,对光线有屈光作用。

4.发光强度简称光强,指单色光源在给定方向上的单位立体角内发出的发光强度。

亮度是指发光体(反光体)表面发光(反光)强弱的物理量。

照度指物体被被照面单位时间内所接受的光通量。

主观亮度是指由观察者判断出的亮度称为主观亮度。

5.常用的颜色模型有RGB模型、CMYK模型、HSI模型等。

RGB模型是色光的彩色模型,因为是由红、绿、蓝相叠加形成其它颜色,因此该模型也叫加色合成法。

所有的显示器、投影设备,以及电视等许多设备都是依赖于这种加色模型的;CMYK模型也称减色合成法,主要应用于印刷行业中;RGB和CMYK颜色模型都是面向硬件的,但从人眼视觉特性来看,HSI模型用色调、饱和度和亮度来描述彩色空间能更好地与人的视觉特性相匹配。

6.由于彩色图像为RGB图像,利用三元组(R,G,B)来表示每个像素的值。

根据题意,三基色灰度等级为8,而23=8,则存储一个颜色分量所需的比特数为3,存储一个三元组所需的比特数为3⨯3=9,该图像大小为1024*768,则存储整幅图像所需的比特数为9⨯1024⨯768=7077888bit=864KB。

数字图像处理第二章课后习题及中文版解答

数字图像处理第二章课后习题及中文版解答

数字图像处理第⼆章课后习题及中⽂版解答数字图像处理(冈萨雷斯版,第⼆版)课后习题及解答(部分)Ch 22.1使⽤2.1节提供的背景信息,并采⽤纯⼏何⽅法,如果纸上的打印点离眼睛0.2m 远,估计眼睛能辨别的最⼩打印点的直径。

为了简明起见,假定当在黄斑处的像点变得远⽐视⽹膜区域的接收器(锥状体)直径⼩的时候,视觉系统已经不能检测到该点。

进⼀步假定黄斑可⽤1.5mm × 1.5mm 的⽅阵模型化,并且杆状体和锥状体间的空间在该阵列上的均匀分布。

解:对应点的视⽹膜图像的直径x 可通过如下图题2.1所⽰的相似三⾓形⼏何关系得到,即()()220.20.014d x = 解得x =0.07d 。

根据2.1节内容,我们知道:如果把黄斑想象为⼀个有337000个成像单元的正⽅形传感器阵列,它转换成⼀个⼤⼩580×580成像单元的阵列。

假设成像单元之间的间距相等,这表明在总长为1.5 mm 的⼀条线上有580个成像单元和579个成像单元间隔。

则每个成像单元和成像单元间隔的⼤⼩为s =[(1.5 mm)/1159]=1.3×10-6 m 。

如果在黄斑上的成像点的⼤⼩是⼩于⼀个可分辨的成像单元,在我们可以认为改点对于眼睛来说不可见。

换句话说,眼睛不能检测到以下直径的点:x =0.07d<1.3×10-6m ,即d <18.6×10-6 m 。

下图附带解释:因为眼睛对近处的物体聚焦时,肌⾁会使晶状体变得较厚,折射能⼒也相对提⾼,此时物体离眼睛距离0.2 m ,相对较近。

⽽当晶状体的折射能⼒由最⼩变到最⼤时,晶状体的聚焦中⼼与视⽹膜的距离由17 mm 缩⼩到14 mm ,所以此图中选取14mm(原书图2.3选取的是17 mm)。

图题2.12.2 当在⽩天进⼊⼀个⿊暗的剧场时,在能看清并找到空座位时要⽤⼀段时间适应,2.1节(视觉感知要素)描述的视觉过程在这种情况下起什么作⽤?解:根据⼈眼的亮度适应性,1)由于户外与剧场亮度差异很⼤,因此当⼈进⼊⼀个⿊暗的剧场时,⽆法适应如此⼤的亮度差异,在剧场中什么也看不见;2)⼈眼不断调节亮度适应范围,逐渐的将视觉亮度中⼼调整到剧场的亮度范围,因此⼜可以看见、分清场景中的物体了。

数字图像处理方法-图像增强2

数字图像处理方法-图像增强2

求出:k1和k2 求出:l1和l2
第五章 图像增强
23
空域处理—彩色图像增强
彩色平衡实现的算法
9 分别对R、G、B图像实施变换:
*=
+
R(x, y) k1*R(x, y) k 2
B(x, y)* = l1*B(x, y) + l2
G(x, y)* = G(x, y)
9 得到彩色平衡图像
第五章 图像增强
直方图均衡化的技术要点:
公理:直方图p(rk ),为常数的图像对比度最好
目标:寻找一个灰度变换函数T(r),使结果图像 的直方图p(sk )为一个常数
第五章 图像增强
3
空域处理—直方图增强
直方图均衡—灰度变换函数
1) 求出原图 f 的灰度直方图,设为h。h为一个256维的向 量。
2) 求出图像 f 的总体像素个数, Nf=m ×n
第五章 图像增强
32
空域处理—彩色图像增强
伪彩色增强
人类可以分辨比灰度层次更多的颜色种类 将灰度图像变换为彩色图像——伪彩色图像 方法:伪彩色变换,密度分割
伪彩色变换法—独立映射表变换法
9对灰度图像 f(x, y),建立颜色映射表:
IR
=
T (I ) R
IG
=
T (I ) G
I = T (I )
B
B
9形成RGB图像各分量为: R (x , y ) = T R ( f (x , y
))
第五章 图像增强
G (x, y ) = TG( f (x, y ))
B(x, y) = TB( f (x, y
33
))
空域处理—彩色图像增强
伪彩色变换流程

数字图像处理第2章采样量化图像格式

数字图像处理第2章采样量化图像格式
3) 打印机分辨率
又称输出分辨率,是指打印机输出图像时每英寸的点数(dp i)。打印机分辨率也决定了输出图像的质量,打印机分辨率越高, 可以减少打印的锯齿边缘,在灰度的半色调表现上也会较为平滑。 打印机的分辨率可达300-1200 dpi。
4) 扫描仪分辨率
单位长度上采样的像素个数。台式扫描仪的分辨率可以分
• 曲线3:
质量
细节较多的球赛观众图像 k
5
4 32 64 128 256 N
总结
一般,当限定数字图像的大小时, 为了得到质量较好的图像 可采用如下原则:
(1)对缓变的图像,应该细量化,粗采样,以避免假轮廓。
(2)对细节丰富的图像,应细采样,粗量化,以避免模糊。 对于彩色图像,是按照颜色成分——红、绿、蓝分别采样和量
2.3.3 用传感器阵列获取图像
传感器阵列
2.4 图像数字化技术
图像的数字化包括采样和量化两个过程。 设连续图像f(x, y) 经数字化后,可以用 一个离散量组成的矩阵g(i, j)(即二维数组) 来表示。
f (0,0) f (0,1) f (0, n 1)
g(i,
j)
g(1,0)
z 蓝 (Blu e) 品 红 (Magenta )
青 (Cyan ) O 红 (Red) x
绿 (Gre en) 黄 (Yello w) y
(2) 数字化采样一般是按正方形点阵取样的, 除此之外还 有三角形点阵、正六角形点阵取样。
(3)以上是用g (i, j)的数值来表示(i, j)位置点上灰度级值的
大小,即只反映了黑白灰度的关系, 如果是一幅彩色图像, 各点
的数值还应当反映色彩的变化,可用g (i, j, λ)表示,其中λ是波 长。如果图像是运动的,还应是时间t的函数,即可表示为g (i, j, λ, t)。

数字图像处理第2章

数字图像处理第2章

Digital Image Processing
2.1 色度学基础
颜色模型 人眼视觉的感受颜色可用色调(hue),饱和度 人眼视觉的感受颜色可用色调(hue),饱和度 ), (saturation)和亮度(brightness)来表示. (saturation)和亮度(brightness)来表示. 各种表示颜色的方法,称做颜色模型.目前使用最多 各种表示颜色的方法,称做颜色模型. 的是面向机器(如显示器,摄像机,打印机等)的RGB模型 的是面向机器(如显示器,摄像机,打印机等) RGB模型 和面向颜色处理(也面向人眼视觉) HSI(HSV)模型. 和面向颜色处理(也面向人眼视觉)的HSI(HSV)模型.
f s ( m , n ) ← f s ( x , y ) = f ( x , y ) s( x , y ) =∑
m

n
f ( m x , n y )δ ( x m x , y n y )
Digital Image Processing
2.3 图像数字化
x
y
图2.3.1 采样函数s(x,y)的图示 采样函数s(x,y) s(x,y)的图示
120°

240°
Digital Image Processing
2.1 色度学基础
RGB和HIS之间的模型转换: RGB和HIS之间的模型转换: 之间的模型转换
(1) RGB转换到HSI RGB转换到 转换到HSI (2) HIS转换到RGB HIS转换到 转换到RGB 常见数字图像处理流程,其中包含了RGB模型和HSI模型之间 RGB模型和HSI模型之间 常见数字图像处理流程,其中包含了RGB模型和HSI 的转换. 的转换.
I分量 I分量图 像处理

精品课件-《数字图像处理(第三版)》第2章 数字图像

精品课件-《数字图像处理(第三版)》第2章 数字图像
j 1
其它
i 1,2,n
2.3 数字图像类型
矢量(Vector)图和位图(Bitmap),位图也称为栅格图像。 矢量图是用数学(准确地说是几何学)公式描述一幅图像。(计 算机图形学)
➢ 优点:一是它的文件数据量很小,因为存储的是其数学公式; 其二是图像质量与分辨率无关,这意味着无论将图像放大或 缩小了多少次,图像总是以显示设备允许的最大清晰度显示。
2.2.3 颜色变换
对彩色图像进行颜色变换,可实现对彩色图像的增强处理,改 善其视觉效果,为进一步处理奠定基础。 基本变换
➢ 颜色变换模型为:g(x,y)=T[ f ( x,y )] 式中:f ( x , y )是彩色输入图像,其值为一般为向量; g ( x , y )是变换或处理后的彩色图像,与 f(x,y)同维; T是在空间域上对f的操作。T对图像颜色的操作 有多种方式;
2.4 图像文件格式 数字图像有多种存储格式,每种格式一般由不同的软件公司开 发所支持。 文件一般包含文件头和图像数据。就像每本书都有封面,目录, 它们的作用类似于文件头,通过文件头我们可读取图像数据。 文件头的内容由该图像文件的公司决定,一般包括文件类型 、 文件制作者、制作时间、版本号、文件大小等内容,还有压缩方 式。
2.2.2 颜色模型
HSI 颜色模型 ➢ 色调H (Hue): 与光波的波长有关,它表示人的感官对不同 颜色的感受,如红色、绿色、蓝色等, ➢ 饱和度(Saturation): 表示颜色的纯度,纯光谱色是完合饱 和的,加入白光会稀释饱和度。饱和度越大,颜色看起来就 会鲜艳,反之亦然。 ➢ 强度I (Intensity):对应成像亮度和图像灰度,是颜色的 明亮程度。 ➢ HSI模型建立基于两个重要的事实: (1) I分量与图像的彩色 信息无关; (2) H和S分量与人感受颜色的方式是紧密相联 的。这些特点使得HSI模型非常适合彩色特性检测与分析。

数字图像处理2-真彩色,灰度图像,索引色图像等的相互转化

数字图像处理2-真彩色,灰度图像,索引色图像等的相互转化

timg 真彩色timg1 灰度图像timg2 索引色图像(64色)timg3 二值图像(阈值为0.5)这里从网上找到了timg真彩色图像作为本次作业中进行数字处理的图像。

首先在ps中调整了图像模式,并进行了另存为,生成了timg1与timg2,又在MATLAB中将灰度图像转化为了二值图像timg3,其中阈值为0.5。

这一步操作的代码如下:A = imread('timg1.jpg');B = im2bw(A, 0.5);imshow(B)imwrite(B,'timg3.jpg');随后我们来对每个图像imread的返回值进行观察。

对于timg处理的程序如下:A = imread('timg.jpg');disp(A);whos Aimshow(A)由于disp显示数据过多,这里不放原始数据了。

其具体内容为3个数组,每个数组都是320*200的,分别代表图片中每个像素的rgb值。

而whos语句显示出的内容如下:Bytes Class Name Size192000 uint8A 200x320x3其中200*320*3说明图像像素为200*320而且为rgb格式,有3个矩阵。

192000为图片大小,而其rgb值是用unit8即8位无符号整数存储,0-255的值代表了某一点像素某一颜色分量的强度。

同理,若将上述程序中的timg改为timg1灰度图像,显示出来的矩阵则只有一个,大小仍为200*320但是每个点的数值则代表对应像素的灰度值。

whos语句显示出的内容如下:Name SizeBytes Class64000 u int8A 200x320由于灰度图像只需要存储灰度而不是rgb3个分量,其大小便没有最后的*3,因此其大小也只为timg的1/3。

对于索引图进行的操作与其他图像不同,由于其本身存储的是索引值,需要导入索引表才能还原原本的图像,因此程序如下:[IM, map] = imread('timg2.png','png');disp(IM);IMrgb(:,:,:) = ind2rgb(IM,map);whos IMrgbimshow(IMrgb)这里如果直接imshow原本图像的话会根据灰度图像的方式显示错误的图像,因此采用了一个ind2rgb函数通过之前导入的索引表和索引值矩阵将图像恢复为rgb图像矩阵。

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• 当用imshow显示另一副图像g时,为保持第 一副图像并同时显示第二副图像,可以使用 figure函数 >>imshow(f),figure,imshow(g)
2.4 图像保存
• imwrite函数
语法:imwrite(f,‘filename’)
>>imwrite(f,‘patient10_run1.tif’)
parameter: none,packbits,ccitt [colres rowres]:行列分辨率 >>res=round(200*2.25/1.5); >>imwrite(f,‘sf.tif’,‘compression’,… ‘none’,‘resolution’,res)
• print函数
imwrite只适用于JPEG图像保存的形式:
imwrite(f,‘filename.jpg’,‘quality’,q)
质量参数q是一个在0到100之间的整数
• imfinfo函数 给出压缩图像的详细信息
语法:imfinfo filename
>>imfinfo bubbles25.jpg
压缩比的计算:
2.6 数据类与图像类型间的转换
• 数据类之间的转换 B=data_class_name(A) >>B=double(A); >>D=uint8(C); • 图像类与类型间的转换 转换函数包括: im2uint8,im2uint16,mat2gray,im2double, im2bw
f= -0.5 0.5 0.75 1.5 >>g=im2uint8(f) g= 0 128 191 255 >>h=uint8([25,50;128,200]); >>g=im2double(h) g= 0.0980 0.1961 0.4706 0.7843
>>C3=A(:,3) --C3=A(1:3,3) C3=3 6 9 >>R2=A(2,:) R2=4 5 6 >>T2=A(1:2,1:3) T2=1 2 3 4 5 6
>>B=A; >>B(:,3)=0 B=1 2 0 4 5 0 7 8 0
• 使用end操作符选取一个二维数据块:
>>A(end,end)
• size函数
给出一副图像的行数和列数。
>>size(f)
ans=1024
1024
>>[M,N]= size(f);
%返回图像的行数和列数
• whos函数 显示数组的信息 >>whos(f) Name Size f 1024*1024
Byte 1048576
Class uint8 array
2.3 图像显示 • imshow函数 语法:imshow(f,G) G为显示该图像的灰度级数。 imshow(f) imshow(f,[low high]) imshow(f,[ ])
• 线性分隔函数linspace
语法: x=linspace(a,b,n)
产生一个含有n个元素的行向量x,这n个
元素之间线性地间隔开并且包含a和b。 >>x=linspace(1,10,4) x=
1
4
ห้องสมุดไป่ตู้
7
10
• 矩阵索引 矩阵的表示: A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; 从矩阵中选取元素: >>A(2,3) ans=6 使用冒号操作符选取一个二维数据块:
• 把矩阵索引转化为列向量: >>T2=[1 2 3; 4 5 6]; >>V=T2(:) V =1 4 2 5 3 6
• 使用SUM函数对矩阵求和: >>A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; >>s=sum(A(:)) s=45 >>s=sum(sum(A)) s=45
• 例2.5 使用数组索引进行简单的图像操作 >>f=imread('rose.tif');
>>comressed_ratio=image_bytes/compress ed_bytes
imwrite只适用于tif图像保存的形式:
imwrite(g,‘filename.tif’,‘compression’,…
‘parameter’,‘resolution’,[colres rowres])
>>f=[1,2;3,4]; >>g=mat2gray(f) g= 0 0.3333 0.6667 1.0000 >>gb=im2bw(g,0.6) gb= 0 0 1 1 >>gbd=im2double(gb) gbd= 0 0 1 1
MATLAB支持嵌套语句,上述操作可用语 句表示为: >>gbd=im2double(im2bw(mat2gray(f),0.6));
char:字符,每像素2B logical:逻辑数据,每像素1B
2.6 图像类型
• • • • • MATLAB和IPT支持的图像类型: 亮度图像 二值图像 索引图像 彩色图像 二值图像:一个取值只有0和1的逻辑数组 >>B=logical(A) %创建一个逻辑数组B >>islogical(B) %测试数组B是否为逻辑数组
保存图像窗口的内容
>>print –f1 –dtiff –r300 hi_res_rose
2.5 数据类
• MATLAB和IPT支持的数据类: double:双精度浮点数,每像素8B unit8 :无符号8Bits整数,每像素1B uint16:无符号16Bits整数,每像素2B uint32:无符号32Bits整数,每像素4B int8: 有符号8Bits整数,每像素1B int16:有符号16Bits整数,每像素2B int32:有符号32Bits整数,每像素4B single:单精度浮点数,每像素4B
• 选择数组的维数 operation(A,dim) >>k=size(A,1); >>plot(f(size(f,1)/2,:)) d=ndims(A)
2.9 一些重要的标准数组 • • • • • • • zeros(M,N) ones(M,N) ture(M,N) false(M,N) magic(M,N) rand(M,N) randn(M,N)
ans=9
>>A(2:end,end:-2:1)
ans=6 4
9 7
• 使用向量作为矩阵的索引:
>>A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]
>>E=A([1 3],[2 3])
E =2
8
3
9
• 使用逻辑数组寻址: >>D=logical([1 0 0;0 0 1;0 0 0] ); >>A(D) ans =1 6
2.8 数组索引 • 向量索引 向量即一维数组 >>v=[1,3,5,7,9]; >>v(2) ans=3 >>w=v.'; >>v(1:3) ans=1 3 5
>>v(3:end) ans=5 7 9 >>v(:); %产生一个列向量 >>v(1:end); %产生一个行向量 >>v(1:2:end) ans=1 5 9 >>v(end:-2:1) ans=9 5 1
(Width*Height*BitDepth/8)/压缩图像字节数
• 压缩比另一种计算方法: >>k=imfinfo(‘bubbles25.jpg’); %将函数imfinfo显示的信息域捕获到结构变 量k中 >>image_bytes=k.Width*k.Height*k.BitDept h/8; >>compressed_bytes=k.FileSize;
第2章 MATLAB图像及操作 2.1 MATLAB图像 • MATLAB图像的表示 MATLAB图像使用(r,c)来表示行与列; MATLAB图像坐标系统的原点位于(1,1)处。 MATLAB图像的矩阵表示:
f (1,1) f (1, N ) f (2,1) f (2, N ) f f ( M ,1) f ( M , N )
• MATLAB的图像文件格式 JPEG格式(.jpg):联合图像专家组 TIFF格式(.tif):加标识的图像文件格式 BMP格式(.bmp):Windows 位图 GIF格式(.gif):图像交换格式 PNG格式(.png):可移植的网络图像 XWD格式(.xwd):X Window转储
2.2 图像的读取 • imread函数 语法:imread(‘filename’) >>f=imread(‘chestxray.jpg’); %将当前目录下的chestxray.jpg图像读入 到数组f中。 >>f=imread(‘D:\myimages\chestxray.jpg’); %将D盘上的chestxray.jpg图像读入到数 组f中。
• >>fa=f(end:-1:1,:); • >>imshow(fa)
• >>fb=f(257:758,257:758); >>figure,imshow(fb)
• >> fc=f(1:2:end,1:2:end); >> figure,imshow(fc)
• >> plot(f(512,:))
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