图像的基本运算(数字图像处理)ppt.pptVIP

DigitalImageProcessing 数字图像处理 第02章图像的基本运算 本章内容 点运算 PointOperation 2 代数运算 Algrbraoperation 逻辑运算 LogicalOperation 插值运算 InterpolationOperation 几何运算 GeometricOperation 图像的基本运算 本章内容 代数 逻辑运算 3 将两幅或多幅图像通过对应像素间的加 减 乘 除运算或逻辑与 或 非运算得到输出图像的方法 点运算 对一幅图像中每个像素点的灰度值进行运算的方法 几何运算 改变图像图像中物体对象 像素 之间的空间关系 可分为位置变换 形状变换及复合变换 插值运算 通过函数在有限个点处的取值状况 估算出函数在其他点处的近似值 用于填充图像几何运算时像素之间的空隙 图像代数运算 Algebraicoperations 代数运算 4 2幅图像A B 代数运算后的图像C 则 加运算 对同一场景的多幅图像求平均 降低加性噪声 一幅图像叠加到另一幅图像 达到二次曝光 double exposure 效果 主要应用 图像添加噪声 图像代数运算 Algebraicoperations 加运算 噪声增加 5 各种妨碍人眼对图像信息接收和理解的因素 椒盐噪声 SaltandPepperNoise 在图像上随机出现黑 白两色的像素 高斯噪声 GaussianNoise 概率密度函数服从高斯分布的噪声 原图 椒盐噪声 高斯噪声 泊松噪声 图像代数运算 Algebraicoperations 加运算 去除叠加性噪声 6 利用多幅图像进行加权平均去除叠加性噪声 对于原图像f x y 有一噪声图像集 gi x y i 1 2 N 其中 gi x y f x y h x y i 噪声h x y 均值为0 N个图像的均值 g x y gi x y N 噪声h x y 均值为0 且互不相关 图像代数运算 Algebraicoperations 7 原图 椒盐噪声 N 128 N 8 N 64 N 16 加运算 去除叠加性噪声 图像代数运算 Algebraicoperations 8 N 8 残差图的灰度直方图 加运算 去除叠加性噪声 N 16 残差图的灰度直方图 N 64 残差图的灰度直方图 N 128 残差图的灰度直方图 代数运算 AlgebraicOperations 9 图片叠加效果 图片2 图像1 加运算 生成图像叠加效果 对于2个图像f x y 和h x y 其算术平均图像为 g x y f x y h x y 1 可得到各种图像合成的效果 也可用于两张图片的衔接 图像代数运算 Algebraicoperations 减法运算 10 C x y A x y B x y 应用1 检测两幅图像的差异 同一场景两幅图像间的变化 设时间1时刻的图像为T1 x y 时间2的图像为T2 x y g x y T2 x y T1 x y 例1 仓库物品丢失检测 例2 电子警察违章检测 图像代数运算 Algebraicoperations 减法运算 11 C x y A x y B x y 应用2 去除不需要的加性图案 设背景图像b x y 混合图像为f x y g x y f x y b x y 例1 电视蓝屏技术 f x y g x y 减去背景b x y 叠加蓝色背景 图像代数运算 Algebraicoperations 乘法运算 12 C x y A x y B x y 应用 图像的局部显示 图像逻辑运算 Logicaloperations 逻辑非运算 13 g x y 255 f x y 应用 获得一个阴图像 应用 获得一个图像的补图像 图像逻辑运算 Logicaloperations 逻辑与运算 14 g x y f x y h x y 应用1 求2个图像的相交子图 应用2 模板运算 提前感兴趣的图像区域 图像逻辑运算 Logicaloperations 逻辑或运算 15 g x y f x y h x y 应用1 图像的合并 应用2 模板运算 提前感兴趣的图像区域 图像逻辑运算 Logicaloperations 逻辑异或运算 16 g x y f x y h x y 应用1 获得相交图像 图像几何运算 Geometricoperations 几何运算的目的 17 几何运算分类 目的就是改变图像中物体间的空间关系 位置变换 平移 镜像 旋转 形状变换 放到 缩小 复合变换 图像几何运算 Geometricoperations 平移变换 18 简写为 u x x0v y y0 示例 1 1 x y 图像坐标系 图像几何运算 Geometricoperations 水平镜像 垂直镜像 19 简写为 u x v n 1 y 简写为 u m 1 x v y 原图 水平镜像 垂直镜像 图像几何运算 Geometricoperations 全比例缩放 20 将给定的图像在x方向和y方向按相同的比例a缩放 从而得到一幅新的图像 缩放前后的两点A0 x0 y0 A1 x1 y1 之间的关系为 例 a 1 2 将图像缩小为原来的一半 根据目标图像和原始像素之间的关系 有如下2种缩小方法 法1 取原图像的偶数行 列组成新图像 法2 取原图像的奇数行 列组成新图像 图像几何运算 Geometricoperations 全比例缩放 21 缩小示例 原图 80 50 20 图像几何运算 Geometricoperations 图像放大 22 图像放大后 会出现许多空格 需要对放大后多出来的空格填入适当的像素值 放大 插值 处理 放大2倍示意图 常用方法 最邻近插值和线性插值法 图像几何运算 Geometricoperations 图像放大 24 线性插值法 基本原理 当求出的分数地址与像素点不一致时 求出周围4个像素点的距离比 根据比率 由4个邻域的像素进行线性插值 计算公式 图像几何运算 Geometricoperations 图像放大 25 最邻近插值法 零阶插值 插值点的4个邻点中 最近邻点的灰度值作为该点的灰度值 设插值点 i j 的4个邻点fk i j k 1 2 3 4 的距离分别为dk k 1 2 3 4 则g i j fk i j dl min d1 d2 d3 d4 l 1 2 3 4 最邻近插值示例 原图 1 4 0 6 0 6 0 6 图像几何运算 Geometricoperations 图像的旋转 26 以图像的中心点为原点 旋转一定的角度 即将图像的所有像素都旋转相同的角度 设图像的任意点A0 x0 y0 旋转 角度 得到新的位置A x y 旋转到新位置A x y 的坐标为 图像几何运算 Geometricoperations 图像的旋转 27 图像旋转后 由于图像的坐标值必须是整数 会引起图像部分像素点的改变 此时图像的大小也会发生一些改变 若图像旋转45度 则变换关系为 原始图像的点 1 1 旋转后为小数 经舍入后为 1 0 产生了位置误差 因此 图像旋转后 可能会发生一些细微变化 图像几何运算 Geometricoperations 图像的旋转