《Python圖像處理與機(jī)器視覺入門》高職全套教學(xué)課件

MachineVisionTechnologiesandApplications

第1章

圖像處理簡介

第2章

圖像的點運算-線性變換

第3章

圖像的點運算-伽瑪變換

第4章

圖像的點運算-直方圖均衡化

第5章

幾何變換-平移

第6章

幾何變換-縮放

第7章

幾何變換-旋轉(zhuǎn)

第8章

幾何變換-插值

第9章

幾何變換-仿射與投影

第10章

幾何變換-圖像配準(zhǔn)

第11章

卷積與相關(guān)

第12章

圖像降噪

第13章

圖像銳化

第14章

頻率域圖像增強(qiáng)

第15章

頻率域圖像增強(qiáng)

第16章

頻率域圖像增強(qiáng)

第17章

圖像特征提取

第18章

圖像分割

第19章

圖像修復(fù)

第21章

形態(tài)學(xué)

第22章

增強(qiáng)現(xiàn)實

第23章

視頻處理

本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第一章

圖像處理簡介本課件是可編輯的正常PPT課件人工智能：機(jī)器視覺：看得懂機(jī)器聽覺：聽得懂控制論：像人一樣運動

1概念本課件是可編輯的正常PPT課件機(jī)器視覺(machinevision)，用計算機(jī)對圖像進(jìn)行分析，以達(dá)到使機(jī)器獲得人的視覺的目的。圖像處理技術(shù)與機(jī)器視覺技術(shù)密切相關(guān)。

1概念本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理(imageprocessing)，用計算機(jī)對圖像進(jìn)行分析，以達(dá)到所需結(jié)果的技術(shù)。又稱影像處理。圖像處理一般指數(shù)字圖像處理。

1概念本課件是可編輯的正常PPT課件模擬圖像:又稱連續(xù)圖像，是指在二維坐標(biāo)系中連續(xù)變化的圖像，即圖像的像點是無限稠密的，同時具有連續(xù)的灰度值，連續(xù)圖像的典型代表是由光學(xué)透鏡系統(tǒng)獲取的圖像，如膠片相機(jī)、有線電視模擬電視信號等。

1

概念本課件是可編輯的正常PPT課件數(shù)字圖像:數(shù)字圖像是由模擬圖像數(shù)字化得到的、以像素為基本元素的、可以用數(shù)字計算機(jī)或數(shù)字電路存儲和處理的圖像。把圖像按行與列分割成m×n個網(wǎng)格,然后每個網(wǎng)格的圖像表示為該網(wǎng)格的顏色平均值的一個像素,亦即用一個m×n的像素矩陣來表達(dá)一幅圖像,m與n稱為圖像的分辨率.顯然分辨率越高,圖像失真越小.

1

概念本課件是可編輯的正常PPT課件(1)圖像美化：利用計算機(jī)對圖像信息進(jìn)行加工以滿足人的視覺心理或者應(yīng)用需求的行為。

2應(yīng)用場景相關(guān)技術(shù)：圖像形態(tài)學(xué)、空間濾波、色度空間本課件是可編輯的正常PPT課件(2)圖像增強(qiáng)與復(fù)原：改進(jìn)圖片的質(zhì)量，例如增加對比度，去掉模糊和噪聲，修正幾何畸變等；圖像復(fù)原是在假定已知模糊或噪聲的模型時，試圖估計原圖像的一種技術(shù)。

2應(yīng)用場景本課件是可編輯的正常PPT課件(3)圖像分割：將圖像劃分為一些互不重疊的區(qū)域，每一區(qū)域是像素的一個連續(xù)集，用于醫(yī)學(xué)分析、無人駕駛等等

2應(yīng)用場景本課件是可編輯的正常PPT課件(4)圖像壓縮：縮減圖像文件大?。築MP轉(zhuǎn)JPG，PSD轉(zhuǎn)JPG。

2應(yīng)用場景本課件是可編輯的正常PPT課件更多應(yīng)用場景：生物特征識別醫(yī)學(xué)圖像處理

2應(yīng)用場景本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用

本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第二章

圖像的點運算-線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件什么是數(shù)字圖像：（1）打開windows畫圖工具，畫圖(畫板20x20像素)（2）編程，將圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字（3）觀察每個點

1

數(shù)字圖像基礎(chǔ)本課件是可編輯的正常PPT課件代碼：

1

數(shù)字圖像基礎(chǔ)本課件是可編輯的正常PPT課件

1通道（分量）即R，img[i][j][0]2通道（分量）即G，img[i][j][1]3通道（分量）即B，img[i][j][2]R、G、B可以疊加形成不同的顏色

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

整幅圖像來說每個通道都是一個M*N的矩陣

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件DA

=（R，G，B），單個像素單個通道范圍是：0~255

0表示幾乎沒有，255表示最強(qiáng)

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的圖像為例（M=N=2）每個像素都有坐標(biāo)（X,Y）以及像素值DAxy

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的圖像為例（M=N=2）每個像素都有坐標(biāo)（X,Y）以及像素值DAxy

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的BMP圖像為例（M=N=2）像素值DAxy

包含三個通道的值（R，G，B）

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的BMP圖像為例（M=N=2）

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的BMP圖像為例（M=N=2）

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的BMP圖像為例（M=N=2）

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件I=imread('testImage.bmp')

1通道R，I(:,:,1)；2通道G，I(:,:,2)；3通道B，I(:,:,3)DA=(R,G,B)

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件

1-6圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件計算BMP圖像文件大?。何募笮?分辨率*位深度/8/1024(單位：KB)（1）分辨率（resolution）單位為一幅圖像像素總數(shù)：1024*768像素，1280*720像素；（2）清晰度（definition）單位為單位長度上的像素個數(shù)：500DPI，800DPI；（3）位深度用于控制圖像顏色數(shù)量24位真彩色：一個顏色可以拆分成紅綠藍(lán)三通道,24真彩色就是每通道分配8位,每種顏色用一個字節(jié)來表示.3*8=24(16777216種顏色)

1數(shù)字圖像基礎(chǔ)本課件是可編輯的正常PPT課件（3）位深度用于控制圖像顏色數(shù)量24位真彩色：一個顏色可以拆分成紅綠藍(lán)三通道,24真彩色就是每通道分配8位,計算機(jī)存儲文件使用二進(jìn)制，則色彩數(shù)量為2^24=16777216（4）計算機(jī)存儲單位換算：8bits=1byte1024byte=1K1024K=1M1024M=1G

1數(shù)字圖像基礎(chǔ)本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（1）：從網(wǎng)上下載一幅圖片，用畫筆另存為BMP，計算圖像大小，與文件實際大小進(jìn)行對比

1數(shù)字圖像基礎(chǔ)本課件是可編輯的正常PPT課件概念：對一幅圖像中的每個點進(jìn)行相同的操作：線性變換伽瑪變換直方圖均衡化

2圖像的點運算本課件是可編輯的正常PPT課件線性變換：概念介紹：以灰度圖像為例，假設(shè)原圖像像素的灰度值為DA=f(x,y),(x,y)為圖像坐標(biāo)，處理后圖像像素的灰度值為DB=g(DA)=a*DA+b。要求DA和DB都在圖像的灰度范圍之內(nèi),a為斜率，b為截距?；叶茸儞Q函數(shù)描述了輸入灰度值和輸出灰度值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。一旦灰度轉(zhuǎn)換關(guān)系確定，則圖像中每一點的運算關(guān)系就被完全確定下來。

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性變換：由線性變換的公式可知，a調(diào)整的是圖像的對比度，b調(diào)整的是圖像的亮度。若a=1,b=0，圖像像素不發(fā)生變化；若a=1,b!=0，圖像全部灰度值上移或下移；若a>1，圖像對比度增強(qiáng)；若0<a<1，圖像對比度減?。蝗鬭<0，暗區(qū)域變亮，亮區(qū)域變暗，等于圖像求補(bǔ)。

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性變換：由線性變換的公式可知，a調(diào)整的是圖像的對比度，b調(diào)整的是圖像的亮度。若a=1,b=0，圖像像素不發(fā)生變化；若a=1,b!=0，圖像全部灰度值上移或下移；若a>1，圖像對比度增強(qiáng)；若0<a<1，圖像對比度減?。蝗鬭<0，暗區(qū)域變亮，亮區(qū)域變暗，等于圖像求補(bǔ)。

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性變換：由線性變換的公式可知，a調(diào)整的是圖像的對比度，b調(diào)整的是圖像的亮度。若a=1,b=0，圖像像素不發(fā)生變化；若a=1,b!=0，圖像全部灰度值上移或下移；若a>1，圖像對比度增強(qiáng)；若0<a<1，圖像對比度減?。蝗鬭<0，暗區(qū)域變亮，亮區(qū)域變暗，等于圖像求補(bǔ)。

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性變換：進(jìn)行線性變換，我們需要了解一點矩陣計算的知識。下圖表示了三個不同尺寸的矩陣。

3線性變換這三個矩陣可分別用數(shù)字表示為：1*2矩陣DA=[10,20]2*1矩陣DA=[10;20]分號代表換行2*2矩陣DA=[10,20;10,20]本課件是可編輯的正常PPT課件常數(shù)與矩陣的乘法可表示為：DA=[10,20]a*DA=[a*10,a*20],a為常數(shù)常數(shù)與矩陣的加法可表示為：DA=[10,20]DA+b=[10+b,20+b]，b為常數(shù)從而可以推導(dǎo)出線性變換的計算為：1*2矩陣DB=[a*10+b,a*20+b]2*1矩陣DA=[a*10+b;a*20+b]分號代表換行2*2矩陣DA=[a*10+b,a*20+b;

a*10+b,a*20+b]

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：DA是一幅分辨率為1*10像素的單通道圖片，DA=a=1,b=0DB=1*DA+0DB=a=1,b=20DB=1*DA+20DB=a=2,b=0DB=2*DA+0DB=

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（2）：DA=a=1,b=0DB=a=1,b=20DB=a=2,b=50DB=

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（2）：計算DA=a=1,b=0DB=1*DA+0a=1,b=20DB=1*DA+20a=2,b=50DB=2*DA+50

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（3）：編程完成練習(xí)（2）。

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（3）代碼：

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（4）：DB=a.*DA+b，編程實現(xiàn)下列功能（DA、DB的值都要在0~255之間）

增加對比度減小對比度增加亮度反相3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（4）代碼：

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件

3線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用

gy.geng_yang@本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第三章

圖像的點運算-伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件非線性變換：伽瑪變換直方圖均衡化

1

非線性變換本課件是可編輯的正常PPT課件冪函數(shù)：y=xγ線性：y=a*x+bγ（gamma)=1非線性:y=xγ

γ>1或

γ<12伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件伽瑪變換：y=x^gamma;gamma>1,較亮的區(qū)域灰度被拉伸，較暗的區(qū)域灰度被壓縮的更暗，圖像整體變暗；gamma<1,較亮的區(qū)域灰度被壓縮，較暗的區(qū)域灰度被拉伸的較亮，圖像整體變亮；2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件伽瑪變換：y=xγ,γ>1或

γ<1,0<=x,y<=12伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DBxy=max(DA)=255min(DA)=0

DB=a*DA+b

a=1/{max(DA)-min(DA)}=1/(255-0)=1/255b=-min(DA)/{max(DA)-min(DA)}=-0/(255-0)=0

2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=(1/255）*x+0x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=2y=x'^2y=[0.0392^2

?]Gamma=0.5y=x'^0.5y=[0.0392^0.5?]2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=2y=x'^2y=[0.00150.00150.00150.00620.00620.00620.00620.00150.00150.0015]Gamma=0.5y=x'^0.5y=[0.19800.19800.19800.28010.28010.28010.28010.19800.19800.1980]2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（1）：1、手工計算；2、編程計算x=[10101020202020101010]歸一化：x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=3y=Gamma=0.2;y=Gamma=0.1;y=2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（1）代碼：2伽瑪變換importnumpyasnp#聲明一個numpy數(shù)組并賦值data=np.asarray([10,10,10,20,20,20,20,10,10,10])#歸一化normalized_data=data/255.0#伽馬值gamma=2#輸出結(jié)果print('歸一化:',normalized_data)print('伽馬變換:',np.power(normalized_data,gamma))本課件是可編輯的正常PPT課件冪函數(shù)：y=xγ0<=x<=10<=y<=1線性：y=a*x+bγ（gamma)=1非線性:y=xγ

γ>1或

γ<1

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DB00=max(DA)=?min(DA)=?

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DB00=max(DA)=255min(DA)=0

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DBxy=max(DA)=255min(DA)=0

DB=a*DA+b

a=1/{max(DA)-min(DA)}=?b=-min(DA)/{max(DA)-min(DA)}=?

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DBxy=max(DA)=255min(DA)=0

DB=a*DA+b

a=1/{max(DA)-min(DA)}=1/(255-0)=1/255b=-min(DA)/{max(DA)-min(DA)}=-0/(255-0)=0

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DBxy=

DB=a*DA+b

a=1/{max(DA)-min(DA)}=1/(255-0)=1/255b=-min(DA)/{max(DA)-min(DA)}=-0/(255-0)=0

若DA00=50DB00=?

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件線性歸一化DA（單通道）0~255歸一化到DB0~1之間DBxy=

DB=a*DA+b

a=1/{max(DA)-min(DA)}=1/(255-0)=1/255b=-min(DA)/{max(DA)-min(DA)}=-0/(255-0)=0

DB=(1/255）*DA+0，

若DA00=50DB00=a*50+0=(1/255)*50+0=0.1960784313725

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件伽瑪變換：以伽瑪變換為例，y=x^gamma;gamma>1,較亮的區(qū)域灰度被拉伸，較暗的區(qū)域灰度被壓縮的更暗，圖像整體變暗；gamma<1,較亮的區(qū)域灰度被壓縮，較暗的區(qū)域灰度被拉伸的較亮，圖像整體變亮；

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件伽瑪變換：y=xγ,γ>1或

γ<1,0<=x,y<=1

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=(1/255）*x+0x'=[(1/255)*10+0?]x'=[0.0392?]

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=(1/255）*x+0x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=(1/255）*x+0x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=2y=x'^2y=[0.0392^2

?]Gamma=0.5y=x'^0.5y=[0.0392^0.5?]

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原始數(shù)據(jù)：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=2y=x'^2y=[0.00150.00150.00150.00620.00620.00620.00620.00150.00150.0015]Gamma=0.5y=x'^0.5y=[0.19800.19800.19800.28010.28010.28010.28010.19800.19800.1980]

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（1）：x=[10101020202020101010]歸一化：x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=3y=Gamma=0.2;y=Gamma=0.1;y=

1-1伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（2）編程實現(xiàn)下面的變換2伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（3）編程實現(xiàn)下面的變換x是一幅10個像素的單通道圖像：x=[10101020202020101010]γ=22伽瑪變換本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用、楊耿

gy.geng_yang@本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第四章

圖像的點運算-直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件概率論基礎(chǔ)回顧：a.直方圖某個類別的次數(shù)統(tǒng)計

1直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像：灰度數(shù)字圖像是單通道圖像，顯示為從最暗黑色到最亮的白色的灰度，每個像素值是0~255范圍彩色圖片可以根據(jù)公式轉(zhuǎn)換成灰度圖片

1

直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計

1

直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計單通道圖片矩陣0的個數(shù)？

1的個數(shù)? 2的個數(shù)？ ............... 255的個數(shù)？

1直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計單通道圖片矩陣0的個數(shù)5

1的個數(shù)0 2的個數(shù)0 ...............050的個數(shù)1...............0 255的個數(shù)3

1直方圖

本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計

1

直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件灰度直方圖：記錄每個灰度的像素的個數(shù)；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1直方圖第10個灰度級個數(shù)即像素值等于10的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件灰度直方圖：記錄每個灰度的像素的個數(shù)；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1

直方圖第20個灰度級個數(shù)即像素值等于20的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖作用：均衡化或規(guī)定化進(jìn)行圖像增強(qiáng)直接對比直方圖判斷是否相似圖片對比直方圖進(jìn)行圖像搜索

1直方圖本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化作用：假如圖像的灰度分布不均勻，其灰度分布集中在較窄的范圍內(nèi)，使圖像的細(xì)節(jié)不夠清晰，對比度較低。通常采用直方圖均衡化及直方圖規(guī)定化兩種變換，使圖像的灰度范圍拉開或使灰度均勻分布，從而增大反差，使圖像細(xì)節(jié)清晰，以達(dá)到增強(qiáng)的目的。直方圖均衡化，對圖像進(jìn)行非線性拉伸，重新分配圖像的灰度值，使一定范圍內(nèi)圖像的灰度值大致相等。這樣，原來直方圖中間的峰值部分對比度得到增強(qiáng)，而兩側(cè)的谷底部分對比度降低，輸出圖像的直方圖是一個較為平坦的直方圖

2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

1-2直方圖均衡化均勻分布本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第0個灰度級個數(shù)即像素值等于0的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第1個灰度級個數(shù)即像素值等于1的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第2個灰度級個數(shù)即像素值等于2的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第10個灰度級個數(shù)即像素值等于10的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第11個灰度級個數(shù)即像素值等于11的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第20個灰度級個數(shù)即像素值等于20的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方圖均衡化第255個灰度級個數(shù)即像素值等于255的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]直方圖HIST的面積=所有個數(shù)之和

=1+0+...+5+...0+...+3+0+...+1=10

2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25

2直方圖均衡化第0個灰度級個數(shù)即像素值等于0的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB1=(第0個灰度級的像素個數(shù)+第1個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=（1+0）*255/10=25

2直方圖均衡化第1個灰度級個數(shù)即像素值等于1的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25DB1=(第0個灰度級的像素個數(shù)+第1個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25DB10=（1+0+0+…+5）*255/10=153

2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件DB20=（1+0+0+…+5+3）*255/10=229DB255=（1+0+0+…+5+3+1）*255/10=255DA=[01010202552020101010]DB=[25153153229255229229153153153]DB-HIST=[0...00100…00500…3000…001]

2直方圖均衡化第25個灰度級個數(shù)即像素值等于25的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件DB20=（1+0+0+…+5+3）*255/10=229DB255=（1+0+0+…+5+3+1）*255/10=255DA=[01010202552020101010]DB=[25153153229255229229153153153]DB-HIST=[0...00100…00500…3000…001]

2直方圖均衡化第153個灰度級個數(shù)即像素值等于153的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（1）

[2552512552511751272551306]1：計算直方圖2：計算均衡化后的直方圖3：計算均衡化后的圖像

2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件

3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件

3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件概率論基礎(chǔ)回顧：a.直方圖某個類別（組距）的次數(shù)統(tǒng)計

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件圖像的直方圖用來表征該圖像像素值的分布情況，用一定數(shù)目的小區(qū)間來指定表征像素值的范圍,每個小區(qū)間會得到落入該小區(qū)間表示范圍的像素數(shù)目。圖像直方圖圖形化顯示不同的像素值在不同的強(qiáng)度值上的出現(xiàn)頻率，對于灰度圖像來說強(qiáng)度范圍為[0~255]之間，對于RGB的彩色圖像可以獨立顯示三種顏色的圖像直方圖。為簡化問題，下面我們僅討論灰度圖像?；叶葦?shù)字圖像是單通道圖像，顯示為從最暗黑色到最亮的白色的灰度，每個像素值是0~255范圍。直方圖均衡化是指將一幅圖像的灰度直方圖變平,使變換后的圖像中每個灰度值的分布概率都相同。在對圖像做進(jìn)一步處理之前,直方圖均衡化通常是對圖像灰度值進(jìn)行歸一化的一個方法,并且可以增強(qiáng)圖像的對比度。

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像：灰度數(shù)字圖像是單通道圖像，顯示為從最暗黑色到最亮的白色的灰度，每個像素值是0~255范圍彩色圖片可以根據(jù)公式轉(zhuǎn)換成灰度圖片

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計單通道圖片矩陣0的個數(shù)？

1的個數(shù)? 2的個數(shù)？ ............... 255的個數(shù)？

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計單通道圖片矩陣0的個數(shù)5

1的個數(shù)0 2的個數(shù)0 ...............050的個數(shù)1...............0 255的個數(shù)3

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度圖像直方圖某個像素值的次數(shù)統(tǒng)計

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件灰度直方圖：記錄每個灰度的像素的個數(shù)；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1-2直方圖均衡化第10個灰度級個數(shù)即像素值等于10的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件灰度直方圖：記錄每個灰度的像素的個數(shù)；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1-2直方圖均衡化第20個灰度級個數(shù)即像素值等于20的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖作用：均衡化或規(guī)定化進(jìn)行圖像增強(qiáng)直接對比直方圖判斷是否相似圖片對比直方圖進(jìn)行圖像搜索

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化作用：假如圖像的灰度分布不均勻，其灰度分布集中在較窄的范圍內(nèi)，使圖像的細(xì)節(jié)不夠清晰，對比度較低。通常采用直方圖均衡化及直方圖規(guī)定化兩種變換，使圖像的灰度范圍拉開或使灰度均勻分布，從而增大反差，使圖像細(xì)節(jié)清晰，以達(dá)到增強(qiáng)的目的。直方圖均衡化，對圖像進(jìn)行非線性拉伸，重新分配圖像的灰度值，使一定范圍內(nèi)圖像的灰度值大致相等。這樣，原來直方圖中間的峰值部分對比度得到增強(qiáng)，而兩側(cè)的谷底部分對比度降低，輸出圖像的直方圖是一個較為平坦的直方圖

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化：

1-2直方圖均衡化均勻分布本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化公式其中，A表示圖像的面積，即像素總數(shù)，Hi為灰度級i出現(xiàn)的次數(shù)，即第i個灰度級的像素個數(shù)。

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第0個灰度級個數(shù)即像素值等于0的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第1個灰度級個數(shù)即像素值等于1的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第2個灰度級個數(shù)即像素值等于2的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第10個灰度級個數(shù)即像素值等于10的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第11個灰度級個數(shù)即像素值等于11的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第20個灰度級個數(shù)即像素值等于20的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方圖均衡化第255個灰度級個數(shù)即像素值等于255的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]直方圖HIST的面積=所有個數(shù)之和

=1+0+...+5+...0+...+3+0+...+1=10

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25

1-2直方圖均衡化第0個灰度級個數(shù)即像素值等于0的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB1=(第0個灰度級的像素個數(shù)+第1個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=（1+0）*255/10=25

1-2直方圖均衡化第1個灰度級個數(shù)即像素值等于1的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件均衡化：使得直方圖均勻分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25DB1=(第0個灰度級的像素個數(shù)+第1個灰度級的像素個數(shù))*255/面積=1*255/10=25DB10=（1+0+0+…+5）*255/10=153

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件DB20=（1+0+0+…+5+3）*255/10=229DB255=（1+0+0+…+5+3+1）*255/10=255DA=[01010202552020101010]DB=[25153153229255229229153153153]DB-HIST=[0...00100…00500…3000…001]

1-2直方圖均衡化第25個灰度級個數(shù)即像素值等于25的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件DB20=（1+0+0+…+5+3）*255/10=229DB255=（1+0+0+…+5+3+1）*255/10=255DA=[01010202552020101010]DB=[25153153229255229229153153153]DB-HIST=[0...00100…00500…3000…001]

1-2直方圖均衡化第153個灰度級個數(shù)即像素值等于153的個數(shù)本課件是可編輯的正常PPT課件

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（3）

[2552512552511751272551306]步驟一：計算直方圖，步驟二：根據(jù)直方圖計算均衡化后的圖像步驟二：計算均衡化后的直方圖

1-2直方圖均衡化本課件是可編輯的正常PPT課件直方圖均衡化實現(xiàn)了圖像灰度的均衡分布，對提高圖像對比度、提升圖像亮度具有明顯的作用。在實際應(yīng)用中，有時并不需要圖像的直方圖具有整體的均勻分布，而希望直方圖與規(guī)定要求的直方圖一致，這就是直方圖規(guī)定化

1-3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件

1-3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件

1-3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)（2）

編程實現(xiàn)直方圖均衡化、規(guī)定化3直方圖規(guī)定化本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用

本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第五章

幾何變換-平移本課件是可編輯的正常PPT課件(1)概念

基本的圖像幾何變換包括平移、縮放、旋轉(zhuǎn)例如：1基本幾何變換本課件是可編輯的正常PPT課件

以2X2的圖像為例（M=N=2）每個像素都有坐標(biāo)（X,Y）以及像素值DAxy

1基本幾何運算本課件是可編輯的正常PPT課件

點運算：對DAxy進(jìn)行操作改變

幾何運算：對x,y進(jìn)行操作，對像素個數(shù)進(jìn)行操作

1基本幾何運算本課件是可編輯的正常PPT課件（2）平移變換

2平移變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原圖像：第一步原始坐標(biāo)【00】【10】【20】【01】【11】【21】【02】【12】【22】第二步，代入矩陣公式Tx=1,Ty=2變換后的坐標(biāo)2平移變換【12】【22】【32】【13】【23】【33】【14】【24】【34】第三步根據(jù)新坐標(biāo)求變換后的圖像本課件是可編輯的正常PPT課件

矩陣乘法（1）第一個矩陣的列數(shù)和第二個矩陣的行數(shù)相同

A=[45]1（行）*2（列）

矩陣B=[22*1矩陣3]C=[236]1*3矩陣

A，B，C誰可以乘以誰？A*B√B*A×A*C×B*C×C*B×

C*A×

3矩陣運算本課件是可編輯的正常PPT課件

矩陣乘法（2）第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩陣B=[22*1矩陣3]A*B=[4*2+]

3矩陣運算本課件是可編輯的正常PPT課件

矩陣乘法（2）第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩陣B=[22*1矩陣3]A*B=[4*2+5*3]=[23]

3矩陣運算本課件是可編輯的正常PPT課件

矩陣乘法（2）第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩陣B=[212*2矩陣

31]C=A*B=[C00=4*2+

5*3,C01=？]

3矩陣運算本課件是可編輯的正常PPT課件

矩陣乘法（2）第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩陣B=[212*2矩陣31]C=A*B=[C00=4*2+

5*3,C01=4*1+5*1]

=[239]3矩陣運算本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)1原圖像：Tx=1,Ty=2求變換后的圖像，寫出矩陣運算的步驟2平移變換本課件是可編輯的正常PPT課件練習(xí)2編程實現(xiàn)平移變換2平移變換本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用

本課件是可編輯的正常PPT課件圖像處理技術(shù)與應(yīng)用第六章

幾何變換-縮放本課件是可編輯的正常PPT課件1縮放變換本課件是可編輯的正常PPT課件A=[Sx

00B=[xC=[u0Sy0yv001]

1]1]

A是3*3矩陣，B是3*1矩陣，C是3*1矩陣1縮放變換本課件是可編輯的正常PPT課件C=A*BA=[Sx

00B=[xC=[u0Sy0yv001]

1]1]

C的第1行第1列的值u等于Sx*x+0*y+0*1C的第1行第2列的值v等于？C的第1行第3列的值等于？

第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和1縮放變換本課件是可編輯的正常PPT課件

C=A*BA=[Sx

00B=[xC=[u

0Sy0

yv001]

1]1]

C的第1行第1列的值u等于Sx*x+0*y+0*1C的第1行第2列的值v等于0*x+Sy*y+0*1C的第1行第3列的值等于？

第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和1縮放變換本課件是可編輯的正常PPT課件

C=A*BA=[Sx

00B=[xC=[u

0Sy0

yv

001]

1]1]

C的第1行第1列的值u

=

Sx*x+0*y+0*1=Sx*xC的第1行第2列的值v=

0*x+Sy*y+0*1=Sy*yC的第1行第3列的值1=

0*x+0*y+1*1=1

第m行第n列的元素等于矩陣A的第m行的元素與矩陣B的第n列對應(yīng)元素乘積之和1縮放變換本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原圖像像素點的值：每個點對應(yīng)的坐標(biāo)為【x=0y=0】【10】【20】【01】【11】【21】【02】【12】【22】Sx=1,Sy=21縮放變換步驟：C=A*B0.建立坐標(biāo)系1.將Sx，Sy的值代入矩陣A2.將某點的坐標(biāo)x,y值

代入矩陣B3.根據(jù)矩陣乘法，求得該點新坐標(biāo)u,v的值4.將該點的像素值填入新坐標(biāo)對應(yīng)位置（同一個坐標(biāo)系）5.其余坐標(biāo)沒有像素值的都填0

本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原圖像像素點的值：每個點對應(yīng)的坐標(biāo)為【x=0y=0】【10】【20】【01】【11】【21】【02】【12】【22】Sx=1,Sy=21縮放變換A=[Sx

00B=[xC=[u

0Sy0

yv001]

1]1]

C的第1行第1列的值u

=

Sx*x+0*y+0*1=Sx*x=1*x=xC的第1行第2列的值v=

0*x+Sy*y+0*1=Sy*yC的第1行第3列的值1=

0*x+0*y+1*1=1本課件是可編輯的正常PPT課件例子：原圖像像素點的值：每個點對應(yīng)的坐標(biāo)為【x=0y=0】【10】【20】