数字图像处理第一章优秀课件

空间分辨率：
图像中每单位长度所包含的像素数 目，通常称一幅MXN大小的数字图 像的空间分辨率为MXN像素。
一幅分辨率为512x512的图像逐次减 少到32X32的分辨率
空间分辨率低，图像的尺寸变小，会丢失掉一些信息， 细节不明显。
采用插值方案扩成同样大小的图片
将低分辨率图像放大时，会导致图像的细节模糊，只 是尺寸变大。
亮度分辨率:
指图像中可分辨的灰度级数目，将 一个模拟图像量化为256种灰度级， 得到的数字图像的亮度分辨率就是 256级。
由高灰度级分辨率到低灰度级分辨率
256灰度级 128灰度级 64灰度级 32灰度级
颜色数变少，颜色失真，细节受损。
16灰度级 8灰度级
4灰度级 2灰度级
练习
高清晰度电视用1125水平电视线的分辨率隔行扫描 产生图像（每隔一行在显像管表面画一条线，每两 场形成一帧，每场用一秒钟的1/60时间）。图像宽 高的纵横比是16:9。某公司设计了一种图像获取系 统，可以从高清晰图像产生数字图像。该系统中每 条水平线和垂直分辨率的比例与图像宽高比相等。 彩色RGB图像的每个像素有24bit的强度分辨率。 存储2小时的高清晰电视节目将使用多少比特？
像素间的邻接性和连通性
数字图像是由一组具有一定空间位 置关系像素组成，因而具有一些度量和 拓扑性质。理解像素间的关系是学习图 像处理的必要准备。
相邻像素的4邻域
位于坐标(x,y)的一个像素p有4个水平和垂 直的相邻像素，其坐标分别如图所示，这 个像素集称为p的4邻域，用N4(p)表示，每 个邻域像素距 p一个单位距离。
f(1,1)
f(x, y)
f (2,1)
...
f (M,1)
f(1,2) ... f(2,2) ...
... ... f(M,2) ...
f(1,N)
f
(2,N)
...
f (M,N)
灰度值f(x,y)的取值：
一般人眼可以分辨出8个灰度层次，图像 处理中常用28（即：256）个灰度层次。
的强度不同体现的，
而图片上的光强是一
个连续变化的量。
获取数字图像的过程
用f(x,y)二维函数形式表示单色灰度图像，在
坐标点(x,y)处，f表示该点的灰度值（即图像的
浓淡）。要使用计算机处理图像，需要通过抽
样和量化将连续坐标连续幅值的模拟图像转换
为数字图像。y
像素点 灰度值
f(x,y)
x
抽样：数字化坐标值
f(x,y)
y x
若只有白和黑两种颜色，称为二值图像，0表 示黑，1表示白。
要存储这幅图像，需 要存储的数据量为： b: 存储多少位（bit） M: 行数 N: 列数 K: 每个像素需要的位数 b=MXNXK
=512 X512X1
若在白和黑之间有256级灰度，称为灰度图像， 0表示黑，255表示白，由黑渐变为白。
图像处理与识别技术应用极为广泛
数字图像处理最早的应用之一是报纸业，在20世纪 20年代图像第一次通过海底电缆从伦敦传往纽约， 这幅横跨大西洋的图片需要的时间是3个小时。
1. 图片处理软件，例如：PhotoShop
2. 智能监控系统， 例如：视频监控、交通监控等
3. 识别系统，例如：指纹识别、 人脸识别
要存储这幅图像，需 要存储的数据量为： b: 存储多少位（bit） M: 行数 N: 列数 K: 每个像素需要的位数 b=MXNXK
=512 X512X8
若是彩色图像，一般由三原色组成，用红、 绿、蓝三个分量描述，即RGB图像。
要存储这幅图像，需 要存储的数据量为： b = 512 X512X8X3
4. 天气预报
5. 医学图象分析，例如：B超、透视
6.遥感探测
7.月球探测
8.岩心扫描系统
岩芯三维结构
岩芯内部三维分析
主要内容
î 1.1 概述
1.2 微机图像处理系统 1.3 数字图像的形成 1.4 数字图像的数学描述 1.5 图像识别
一、系统构成
主要由以下三部分构成
图像采集部件
A到B是一条扫描线
y
A
B
f: 灰度值, 代表亮度大小
A
B
x
x
抽样：数字化坐标值
f
f
A
BA
B
x
x
等间隔抽样成离散的抽样点
量化：数字化幅度值
f
f
A
BA
B
x
x
将抽样灰度值简单量化成八个灰度值中的一个
构建A点与B点之间的灰度图
灰度标尺
A
B
将图像y轴上所有扫描线A-B作抽样、量化
...
...
A
B
...
表不同的亮度。
23 4 5 344 44
344 44 41
344 44 410
344 3 444 1 0 33 32221
1 1 1 11 11
主要内容
1.1 概述 1.2 微机图像处理系统
î 1.3 数字图像的形成
1.4 数字图像的数学描述 1.5 图像识别
抽样量化后的图像可以用一个二维数组表示其 每个像素点（坐标点）的灰度值（幅度值）。 M行N列的图像矩阵：
例如： 图像采集卡 摄像机 扫描仪
图像处理部件 图像输出部件
例如： 屏幕输出 打印输出 视频硬拷贝输出
主要内容
1.1 概述
î 1.2 微机图像处理系统
1.3 数字图像的形成 1.4 数字图像的数学描述 1.5 图像识别
一般图像都是模拟图像，即图像上的信息是 连续变化的模拟量。
黑白灰度图片上的物
体是通过图上各点光
数字图像处理第一章
本课程的主要内容
理论：图像处理、图像识别的算法 实践：利用MATLAB、C语言等工具实
现算法
参考书
主要内容
î 1.1 概述
1.2 数字图像处理系统 1.3 数字图像的形成 1.4 数字图像的数学描述 1.5 图像识别
图像：能为人的视觉系统所感受的信息形式。 人类传递信息的三个主要渠道：
...
产生了一幅二维数字化图像
连续图像投影到传感器上
采样和量化后的数字化图
抽样：
将图像在横向上和纵向上的坐标值离散化，限定x 和
y只能取整数值，即将图像划分为一小块一小块， 每
块称为一个像素点，有唯一的坐标(x,y)。
量源自文库：
将图像每个像素点的亮度值离散化0 ，0 限定f(x,y)只能
112
取某个范围内的整数值，例如：1 03-7,3 这1些整数值代
图像 70%
语言 15%
文字 15%
人眼中的图像
光和电磁波谱
视觉错觉
1、马赫带效应：基于视觉系统有趋于过高或过 低估计不同亮度区域边界值的现象
灰阶 马赫带效应
距离
2、同时对比度： 基于人眼对某个区域感觉到的 亮度并不仅仅依赖于它的强度
当背景变亮时，中心方块就逐渐变暗
3. 形状、大小、方向的对比