第二講數(shù)字圖像基礎(chǔ)演示文稿

第二講數(shù)字圖像基礎(chǔ)演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有28頁\編輯于星期一優(yōu)選第二講數(shù)字圖像基礎(chǔ)現(xiàn)在是2頁\一共有28頁\編輯于星期一一、視覺的兩種感知現(xiàn)象數(shù)字圖像作為離散的亮點(diǎn)集顯示，因而眼睛對(duì)不同亮度之間的鑒別能力極為重要。光強(qiáng)度：晝視覺為1061、亮度適應(yīng)現(xiàn)象：人類視覺可以改變自身靈敏度而適應(yīng)一個(gè)很寬的主觀亮度感知范圍。在特定條件下，視覺所處的靈敏度級(jí)別稱為亮度適應(yīng)級(jí)。主觀亮度是指進(jìn)入眼睛的光強(qiáng)度的對(duì)數(shù)函數(shù)。但不是簡(jiǎn)單的強(qiáng)度函數(shù)。體現(xiàn)在：

a、視覺系統(tǒng)傾向不同強(qiáng)度區(qū)域邊界周圍的”欠調(diào)”或”過調(diào)”?，F(xiàn)在是3頁\一共有28頁\編輯于星期一例一、顯示過調(diào)或欠調(diào)0966432128192160255224

在視覺效果上感知在不同區(qū)域之間有一個(gè)過渡帶即所謂的邊界處的毛邊，稱為馬赫帶現(xiàn)在是4頁\一共有28頁\編輯于星期一例二、同時(shí)對(duì)比現(xiàn)象相同物體在不同背景下的視覺觀察效果?，F(xiàn)在是5頁\一共有28頁\編輯于星期一2、視覺錯(cuò)覺內(nèi)部正方形內(nèi)部圓等長(zhǎng)線段長(zhǎng)度比較平行線現(xiàn)在是6頁\一共有28頁\編輯于星期一二、圖像感知和獲取各類圖像是由“照射”源和形成圖像的“場(chǎng)景”元素對(duì)光能的反射或吸收相結(jié)合而產(chǎn)生的。“照射”源：雷達(dá)、紅外線等電磁能源，非傳統(tǒng)光源如超聲波，甚至計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的照射模式等。

1獲取圖像的傳感器：?jiǎn)蝹€(gè)傳感器、帶狀傳感器和陣列傳感器等。見下圖：為了形成二維書體圖像，傳感器應(yīng)該在距空間產(chǎn)生二維的數(shù)字信號(hào)電壓。即在空間產(chǎn)生二維的運(yùn)動(dòng)。

現(xiàn)在是7頁\一共有28頁\編輯于星期一傳感器示意圖現(xiàn)在是8頁\一共有28頁\編輯于星期一2、簡(jiǎn)單的圖像形成模型圖像的表示：f(x,y)，在特定的空間坐標(biāo)(x,y)處，f(x,y)的幅值是一個(gè)正的標(biāo)量，由光源決定f(x,y)的物理意義。

0<f(x,y)<∞

一般：f(x,y)=i(x,y).r

(x,y)

其中

i(x,y)r表示光源入射分量，r(x,y)表示物體對(duì)光源的反射分量。f(x,y)是單色圖像在(x,y)處的灰度值。

0<i(x,y)<∞0<r(x,y)<10指全吸收，1指全反射。現(xiàn)在是9頁\一共有28頁\編輯于星期一三、圖像取樣和量化取樣和量化是將連續(xù)感知量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的處理方法。大多數(shù)傳感器的輸出是連續(xù)電壓波形，為了產(chǎn)生一幅數(shù)字圖像，需要把連續(xù)的感知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式。這包括兩種處理：取樣和量化取樣：圖像空間坐標(biāo)的數(shù)字化量化：圖像函數(shù)值（灰度值）的數(shù)字化量化取決于所選取的灰度級(jí)，而取樣則由產(chǎn)生圖像的傳感器裝置決定。現(xiàn)在是10頁\一共有28頁\編輯于星期一圖像采樣（均勻采樣和不均勻采樣）確定水平和垂直方向上的像素個(gè)數(shù)N、M

空間坐標(biāo)(x，y)的數(shù)字化被稱為圖像采樣現(xiàn)在是11頁\一共有28頁\編輯于星期一函數(shù)取值的數(shù)字化被稱為圖像的量化，如量化到256個(gè)灰度級(jí)。圖像量化現(xiàn)在是12頁\一共有28頁\編輯于星期一圖像的采樣與數(shù)字圖像的質(zhì)量

不同均勻采樣率對(duì)圖像質(zhì)量的影響1024、512、256、128、64、32現(xiàn)在是13頁\一共有28頁\編輯于星期一均勻采樣率的影響現(xiàn)在是14頁\一共有28頁\編輯于星期一灰度級(jí)的影響現(xiàn)在是15頁\一共有28頁\編輯于星期一

2數(shù)字圖像的表示

數(shù)字圖像的兩種表示方法：像素現(xiàn)在是16頁\一共有28頁\編輯于星期一

一般，灰度級(jí)的典型取值是2的某一整數(shù)冪：

數(shù)字b是存儲(chǔ)圖像需要的比特?cái)?shù)，有：

當(dāng)一幅圖像有2k灰度級(jí)時(shí)，稱該圖像是k比特圖像。如256灰度級(jí)圖像為8比特圖像。

3灰度級(jí)分辨率現(xiàn)在是17頁\一共有28頁\編輯于星期一4、放大和收縮數(shù)字圖像放大與收縮可對(duì)應(yīng)于對(duì)圖像的過取樣和欠取樣。像素灰度賦值方法：

a、最緊鄰域內(nèi)插；

b、線性內(nèi)插

c、雙線性內(nèi)插v（x，y）表示在（x，y）點(diǎn)的灰度值?，F(xiàn)在是18頁\一共有28頁\編輯于星期一四、像素間的基本關(guān)系

1、相鄰像素：4鄰域D鄰域8鄰域

2、鄰接性4鄰接8鄰接m鄰接

3、距離度量現(xiàn)在是19頁\一共有28頁\編輯于星期一1相鄰關(guān)系

a、4鄰域：像素p(x,y)的4鄰域是：

(x+1,y)；(x-1,y)；(x,y+1)；(x,y-1)用N4(p)表示像素p的4鄰域現(xiàn)在是20頁\一共有28頁\編輯于星期一b、對(duì)角鄰關(guān)系像素p(x,y)的D鄰域是：對(duì)角上的點(diǎn)(x+1,y+1)；

(x+1,y-1)；(x-1,y+1)；(x-1,y-1)用ND(p)表示像素p的D鄰域現(xiàn)在是21頁\一共有28頁\編輯于星期一c、8鄰域定義：像素p(x,y)的8鄰域是：

4鄰域的點(diǎn)＋D鄰域的點(diǎn)用N8(p)表示像素p的8鄰域。

N8(p)=N4(p)+ND(p)現(xiàn)在是22頁\一共有28頁\編輯于星期一2、鄰接性、連通性、區(qū)域和邊界：連通性是描述區(qū)域和邊界的重要概念，可以簡(jiǎn)化許多數(shù)字圖像的概念，如區(qū)域和邊界。兩個(gè)像素連通的兩個(gè)必要條件是：a、兩個(gè)像素的位置是否相鄰b、兩個(gè)像素的灰度值是否滿足特定的相似性準(zhǔn)則（或者是否相等）現(xiàn)在是23頁\一共有28頁\編輯于星期一

1）4鄰接、8鄰接、m鄰接的定義

4鄰接：對(duì)于具有值V的像素p和q，如果q在集合N4(p)中，則稱這兩個(gè)像素是4鄰接的。

8鄰接：對(duì)于具有值V的像素p和q，如果q在集合N8(p)中，則稱這兩個(gè)像素是8鄰接的。

m鄰接：對(duì)于具有值V的像素p和q，如果滿足下列條件之一：

a）q在集合N4(p)中，或

b）q在集合ND(p)中，并且N4(p)與N4(q)的交集為空（沒有值V的像素）則稱這兩個(gè)像素是m鄰接的，即4鄰接和D鄰接的混合鄰接?，F(xiàn)在是24頁\一共有28頁\編輯于星期一4鄰接m鄰接非m鄰接8鄰接現(xiàn)在是25頁\一共有28頁\編輯于星期一2、通路的定義一條從具有坐標(biāo)(x,y)的像素p,到具有坐標(biāo)(s,t)的像素q的通路，是具有坐標(biāo)(x0,y0),(x1,y1),...,(xn,yn)的不同像素的序列。其中，(x0,y0)=(x,y)，(xn,yn)=(s,t)，(xi,yi)

和(xi-1,yi-1)是鄰接的，1≤i≤n，n是路徑的長(zhǎng)度。如果(x0,y0)=(xn,yn),則該通路是閉合通路。令S代表一幅圖像的像素子集，若S中全部像素之間存在一個(gè)通路，則說兩個(gè)像素p和q在S中是連通的。對(duì)于S中的任何像素p，S中連通到該像素的像素集稱為S的連通分量。若S僅有一個(gè)連通分量，則說S是連通集。若R是S圖像中的像素子集，若R是連通的，則稱R為一個(gè)區(qū)域?，F(xiàn)在是26頁\一共有28頁\編輯于星期一3、度量距離對(duì)于像素p、q和z，分別具有坐標(biāo)(x,y)，(s,t)和(u,v)，如果

(1)D(p,q)≥0(D(p,q)=0，當(dāng)且僅當(dāng)p=q),

(2)D(p,q)=D(q,p)

(3)D(p,z)≤D(p,q)+D(q,z)

則稱D是距離函數(shù)或度量。

1）像素p(x,y)和q(s,t)間的歐式距離定義如下：具有與(x,y)距離小于等于某個(gè)值r的像素是：包含在以(x,y)為圓心，以r為半徑的圓平面。歐式距離定義現(xiàn)在是27頁\一共有28頁\