《网络多媒体 杜慧勤》复习 - 副本

1、网络多媒体技术复习编辑ppt第第1章章 多媒体信息处理基础多媒体信息处理基础编辑ppt 位图文件 图像分辨率：分辨率越高，表示组成一幅图的像素就越多，图像文件就越大 像素深度：像素深度越深，表达单个像素的颜色和亮度的位数越多，图像文件就越大 灰度图像:只有明暗不同的像素而没有彩色像素组成的图像。灰度值级数就等于256级，每个像素可以是0255之间的任何一个值 彩色图像：每个像素的R、G和B值用一个字节来表示 1位：黑白；8位：灰阶；8位：256色；24位：真彩；30/36/48位：全彩编辑ppt 音频数字化实际上就是对模拟信号进行采样、量化和编码 色调反映彩色的类别，例如红、橙、黄、绿、青、蓝

2、、紫等不同颜色。发光物体的色调由光的波长决定， 色饱和度反映彩色光的深浅程度 在RGB模型中，颜色空间里所有的颜色都是由R、G、B (红、绿、蓝)三种光依不同的比例相加而成；相加混色。 在CMY颜色模型中，颜色空间由青（Cyan）、品红（Magenta）和黄（Yellow）这三种基色按不同的比例混合而成，相减混色。编辑ppth 声波可以用一条连续的曲线来表示，它可以分解成一系列正弦波的线声波可以用一条连续的曲线来表示，它可以分解成一系列正弦波的线性叠加性叠加。0( )sin 2kkkA tAkft编辑ppt图1-3 电磁波谱n波长在波长在380380780nm780nm范围内的电磁波能够使人眼

3、产生颜色感觉，范围内的电磁波能够使人眼产生颜色感觉，称为称为可见光可见光。可见光在整个电磁波谱中只占极小的一段。可见光在整个电磁波谱中只占极小的一段。编辑ppt 图像采样就是对图像在水平方向和垂直方向上进行等间隔的采样，将二维空间上模拟的连续亮度（即灰度）或彩色信息，转化为一系列有限的离散数值来表示 一幅图像在采样时，行、列的采样点与量化时每个像素量化的级数，既影响数字图像的质量，也影响到该数字图像数据量的大小。假定图像取MN个采样点，每个像素量化后的灰度二进制位数为Q，一般Q总是取为2的整数幂，即Q=2k, 则存储一幅数字图像所需的字节数B为 kBMN8编辑ppt第第2章章 图像增强图像增强

4、编辑ppt 图像增强: 根据一定的要求将图像中感兴趣的部分加以处理或突出有用的图像特征（如边缘、轮廓、对比度等），抑制不需要的信息，以改善图像的主观视觉效果或便于后续的图像分析和识别。 图像复原: 针对图像降质的具体原因，设法补偿降质因素，从而使改善后的图像尽可能地逼近原始图像。改善降质图像（退化图像）的方法改善降质图像（退化图像）的方法:编辑ppt灰度变换灰度变换直方图修正直方图修正图像平滑图像平滑图像锐化图像锐化假彩色增强假彩色增强伪彩色增强伪彩色增强真彩色增强真彩色增强(图像域)(变换域)编辑ppt灰度直方图 灰度直方图是灰度级的函数，它表示图像中具有某种灰度级的像素的个数，反映了图像中

5、每种灰度级出现的概率编辑ppt1. 统计原始图像的直方图： 其中， 是归一化的输入图像灰度级。2. 计算直方图累积分布曲线3. 用累积分布函数作变换函数进行图像灰度变换：根据计算得到的累积分布函数，建立输入图像与输出图像灰度级之间的对应关系，即重新定位累计分布函数 （与归一化灰度等级 比较，寻找最接近的一个作为原灰度级k变换后的新灰度级）。 nnrpkkrkjkjjjrkknnrprTs00)()(直方图均衡化的实现步骤krkskr编辑ppt例题：直方图均衡（8个灰度级）2165353465235665P39 例【2-2】 假定有一幅图像，共有 个像素，灰度级数为8，试对其进行直方图均衡化。步

6、骤1. 先对原图进行直方图统计2. 通过累积求和，找出变化函数3. 对灰度值进行修正4. 画出书2-15的图。4 4编辑pptGaussian noise(随机噪声)160157158161160159160161162160157160162161159158192159117180136149143176150118158161225102193137I(20:23,20:23)104215832550155255039892121472382110246编辑pptSalt & Pepper Noise(脉冲噪声)1601571581611601591601611621601571

7、60162161159158160157255001592551610002551621610158160157158161160255160161162160157160162161159158编辑ppt邻域平均法 模板操作实现了一种邻域运算，即某个像素点的运算结果不仅与本像素灰度有关，而且与其邻域点的值有关。模板操作的数学含义是卷积（或互相关）运算。 邻域平均法(均值滤波)是一种局部空间域处理的算法。 基本思想：用邻域像素灰度的平均值代替每个像素的灰度值。l优点：算法简单，计算速度快。l缺点：在降低噪声的同时容易模糊图像边沿和细节处。编辑ppt中值滤波 中值滤波是对一个滑动窗口内的诸像素灰

8、度值排序，用中值代替窗口中心像素的原来灰度值，因此它是一种非线性的图像平滑法。中值滤波的依据：噪声以孤立点的形式出现，这些点对应的像素数很少，而图像则是由像素数较多、面积较大的块构成。中值滤波的目的就是要把这些孤立的点去除掉。中值滤波方法：选一个含有奇数点的窗口W，将这个窗口在图像上移动，把该窗口中所含的像素点按灰度值进行升（或降）序排列，取位于中间的灰度值，来代替该点的灰度值。将原图像中所有的像素点都执行上述操作后就得到中值滤波的结果图像。编辑ppt例：有一个序列为0, 3, 4, 0, 7，当窗口m5时试求出采用中值/均值滤波的结果。解：中值：该序列重新排列后为0, 0, 3, 4, 7则

9、中值滤波的结果 M0,0,3,4,7=3 均值： 中值/均值滤波3编辑pptn对上例中的数字图像采用对上例中的数字图像采用33窗口进行中值窗口进行中值/均值均值滤波滤波12例子例子编辑ppt低通滤波器 理想低通滤波器 以D0为半径的圆内所有频率分量无损的通过，圆外的所有频率分量完全衰减。 由于高频成分包含有大量的边缘信息，因此，采用该滤波器在去噪声的同时将会导致边缘信息损失而使图像边模糊。 Butterworth低通滤波器 特性是连续性衰减 在抑制噪声的同时，图像边缘的模糊程度大大减小，没有振铃效应产生 高斯低通滤波器 高斯低通滤波器的傅立叶反变换也是高斯的，这意味着反变换后高斯滤波器将没有振

10、铃现象产生编辑ppt 图像锐化 图像变模糊原因： 成像系统聚焦不好或者信道过窄 平均或积分运算使目标物轮廓变模糊，细节轮廓不清楚 目的：加重目标物轮廓，使图像变清楚 单方向的一阶锐化是指对某个特定方向上的边缘信息进行增强。编辑ppt由梯度的计算可知: 在灰度变化平缓的区域其梯度值较小， 图像中灰度变化较大的边缘区域其梯度值大， 而在灰度均匀区域其梯度值为零。编辑ppt水平方向的一阶锐化12321212623087612786232690 0 0 000-3-13-2000-6-13-1300 1 12 500 0 0 001*1+2*2+1*3-1*3-2*0-1*8=-3121000121H

11、编辑ppt垂直方向的一阶锐化12321212623087612786232690 0 0 000-7-17 400-16-25 500 -17 -22-300 0 0 001*1+2*2+1*3-1*3-2*2-1*8=-7101202101H编辑ppt无方向一阶锐化无方向一阶锐化 交叉微分交叉微分交叉微分算法（交叉微分算法（RobertsRoberts算法算法）计算公式）计算公式如下：如下：( , ) |(1,1)( , )|(1, )( ,1)|g i jf ijf i jf ijf i j特点：算法简单特点：算法简单编辑ppt无方向一阶锐化无方向一阶锐化 Sobel Sobel锐化锐化S

12、obelSobel锐化锐化的计算公式如下：的计算公式如下：101202101xd121000121yd2122),(),(),(jidjidjigyx特点：锐化的边缘信息较强编辑ppt二阶微分曲线图像细节的灰度变化微分特性一阶微分曲线图像细节的灰度分布特性灰度渐变孤立点细线灰度跃变平坦段编辑ppta.对于突变形的细节，通过一阶微分的极大值点，二阶微分的过0点均可以检测出来。b.对于细线形的细节，通过一阶微分的过0点，二阶微分的极小值点均可以检测出来。 c.对于渐变的细节，一般情况下很难检测，但二阶微分的信息比一阶微分的信息略多。编辑ppt拉普拉斯算子 拉普拉斯算子),(4) 1,() 1,()

13、, 1(), 1(),(),(22222jifjifjifjifjifyyxfxyxff 可见， 数字图像在（i, j）点的拉普拉斯算子，可以由（i, j）点灰度值减去该点邻域平均灰度值来求得。0101-4 10101111811112H1212421213H0101510104H编辑ppt高通滤波 图像中的边缘或线条等细节部分与图像频谱的高频分量相对应。 采用高通滤波使图像的边缘或线条等细节变得清楚，实现图像的锐化。编辑ppt图像的同态滤波由于光源照射的不均匀性总是渐变的，所以照度分量的频谱处于低频处；而反射分量的变化相对而言较为剧烈，因此，可粗略的看成高频。为使图像中景物更为清晰，应尽量抑

14、制前者，而增强后者。同态滤波为解决光照不均匀的影响, 是一种在频域中同时将图像亮度范围进行压缩和将图像对比度进行增强的方法。同态滤波就是指在压缩动态范围的同时，增强图像的对比度，既增强暗区的图像细节，同时又不损失亮区的图像细节。编辑ppt( , )( , ) ( , )f x yi x y r x yn模型原理：模型原理：随空间位置不同随空间位置不同的光强分量。特的光强分量。特点：缓慢变化，点：缓慢变化，频率集中在低频频率集中在低频部分。部分。景物反射到眼睛景物反射到眼睛的图象。特点：的图象。特点：包含景物各种信包含景物各种信息，高频分量丰息，高频分量丰富。富。图像的同态滤波模型图像的同态滤波

15、模型编辑ppt 成像模型（照度和反射）：f(x, y) = i(x, y) r(x, y)（1）两边取对数：（2）两边取傅立叶变换：（3）用一频域函数 H(u, v)处理 F(u, v)：压缩i(x,y)分量的变化范围，削弱I (u, v)，增强r(x,y)分量的对比度，提升R (u, v)，增强细节（4）反变换到空域： （5）两边取指数：),(ln),(ln),(lnyxryxiyxf),(),(),(vuRvuIvuF),(),(),(),(),(),(vuRvuHvuIvuHvuFvuH),(),(),(yxhyxhyxhrif ),( ),( ),( ),(yxhyxhyxhrifee

16、eyxg2.5 图像的同态滤波编辑ppt第第3章章 形态学图像处理形态学图像处理编辑ppt基本思想基本思想是： 用具有一定形态的结构元素形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以达到对图像分析和识别的目的u形态学图像处理表现为一种邻域运算形式表现为一种邻域运算形式；u一种特殊定义的邻域称之为“结构元素”（Structure Element），在每个像素位置上它与二值图像对应的区域进行特定的逻辑运算逻辑运算，逻辑运算的结果为输出图像的相应像素。u形态学运算的效果取决于结构元素结构元素的大小、内容以及逻辑运算的性质。 编辑ppt用途用途是： 简化图像数据，保持它们基本的形状特性，并除去不相干的结

17、构基本的运算基本的运算包括： 二值腐蚀和膨胀、二值开闭运算 数学形态学是用数学形态学是用集合论集合论方法定量描述方法定量描述集合结构集合结构的学科，的学科，它包括一组基本的它包括一组基本的形态学形态学算子（算子（膨胀、腐蚀、开、闭膨胀、腐蚀、开、闭等）等）及其组合及其组合编辑ppt二值形态学的基本运算膨胀膨胀膨胀编辑ppt 膨胀 应用：连接图像中的邻近目标编辑ppt二值形态学的基本运算腐蚀编辑ppt 腐蚀的应用 去掉小于结构元素的物体 如果两个物体之间有细小的连通，当结构元素足够大时，可以将物体分开编辑ppt 开操作（opening） 先腐蚀，后膨胀 作用 消除细小对象 在细小粘连处分离对象

18、在不明显改变形状的前提下，平滑对象的边缘二值形态学的基本运算开操作()A BABB$编辑pptA AB BA AB BA AB B编辑ppt 开操作编辑ppt（a）例题：用结构元素对(a)分别进行腐蚀和膨胀膨胀膨胀腐蚀腐蚀编辑ppt二值形态学的基本运算闭操作 闭操作（closing） 先膨胀、后腐蚀 作用 填充对象内细小空洞 连接邻近对象 在不明显改变面积的前提下，平滑对象边缘()A BABB$编辑pptA AB BA AB BA AB B编辑ppt编辑ppt二值形态学的基本运算 开操作（opening） 先腐蚀，后膨胀 作用 消除细小对象 在细小粘连处分离对象 在不明显改变形状的前提下，平滑

19、对象的边缘()A BABB$编辑ppt二值形态学的基本运算A AB BA AB BA AB B编辑ppt二值形态学的基本运算 开操作 开操作和闭操作的应用：先开操作再闭操作，构成噪声滤波器编辑ppt编辑ppt二值形态学的组合运算 区域填充 使用迭代得到区域填充的结果 条件膨胀 如果对膨胀的结果不加控制，就会超过目标边界，每一步与Ac的交集可将结果限制在感兴趣区域内1ckkXXBA当当Xk=Xk-1时停止迭代，区域填充结果为时停止迭代，区域填充结果为Xk1,2,3,k 编辑ppt二值形态学的组合运算第第4章章 图像分割图像分割编辑ppt图像分割 计算机处理图像的两个目的 产生更适合人观察和识别的

20、图像 由计算机自动识别和理解图像 图像分割是图像识别和图像理解的基础知识库知识库表示与描述表示与描述预处理预处理分割分割低级处理低级处理高级处理高级处理中级处理中级处理识别识别与与解释解释结果结果图像获取图像获取问题问题编辑ppt 图像分割的定义 图像分割是把图像分割成互不交叠的有意义区域，以便进一步的分析，分开的区域一般是图像中我们感兴趣的目标 图像分割是基于目标或区域的特征进行的 图像分割算法一般是基于亮度值的不连续性和相似性 图像分割的目的 把图像分解成构成它的部件和对象； 有选择性地定位感兴趣对象在图像中的位置和范围。编辑ppt间断检测 间断检测是基于图像像素灰度值的不连续性进行图像分

21、割 点检测 线检测 边界检测 寻找间断最一般的方法是模板检测1 1229991iiiRw zw zw zw z编辑ppt编辑ppt间断检测 点检测 使用空域高通滤波器来检测孤立点，如果 ，则认为在模板中心的位置检测到一个点，T是非负门限 孤立点：该点的灰度级与其背景的差异相当大，并且它所在的位置是一个均匀的或者近似均匀的区域 基本思想：如果一个孤立点与它周围的点很不相同，则很容易被上述模板检测到。在灰度级为常数的区域，模板响应R为0RT间断检测 点检测 线检测-1-1-1222-1-1-1水平模板水平模板-1-12-12-12-1-14545度模板度模板-12-1-12-1-12-1垂直模板垂

22、直模板2-1-1-12-1-1-12-45-45度模板度模板编辑ppt间断检测 边缘是位于两个区域的边界线上的相连像素的集合 边缘可以通过计算局部微分算子来检测 一阶导数：通过梯度来计算 二阶导数：通过拉普拉斯算子来计算编辑ppt编辑ppt边缘连接和边界检测 边缘连接 由于噪声、不均匀照明等原因产生边缘间断，使得到的一组像素很少能完整地描绘一条边缘 典型的做法是在使用边缘检测算法之后，使用连接过程将边缘像素组合成有意义的边缘 局部处理编辑ppt边缘连接和边界检测 局部处理 分析图像中每个边缘点(x,y)的一个邻域内的像素，根据某种准则将所有相似点进行连接，由满足该准则的像素连接组成的一条边缘，

23、称为边缘连接，又称为边缘跟踪。 连接原则 比较两个边缘点梯度算子的响应强度和梯度方向来确定两个点是否属于一条边点(x,y)点 (x,y)边缘连接光栅扫描跟踪边缘跟踪的方法很多，常见的有光栅跟踪和轮廓跟踪光栅扫描跟踪光栅扫描跟踪是一种采用电视光栅行扫描顺序对遇到的像素进行分析，从而确定是否为边缘的跟踪方法。光栅跟踪方法的基本思想: 1. 利用检测准则确定和接受对象点，2. 根据被接受的对象点和跟踪准则确定并接受新的对象点，3. 将所有标记为1 且相邻的对象点联接起来就得到了检测到的细曲线。编辑ppt边缘连接光栅扫描跟踪 使用光栅跟踪方法，需要遵循下面的三个准则 参数准则：需要事先确定检测阈值d

24、、跟踪阈值t ，且要求dt； 检测准则：对图像逐行扫描，将每一行中灰度值大于或等于检测阈值d 的所有点（称为接受对象点）记为1； 跟踪准则：设置位于第i 行的点(i, j) 为已接受的对象点，如果位于第i +1 行上的相邻点(i+1,j1)、(i+1,j)和(i+1,j+1)的灰度值大于或等于跟踪阈值t ，就将其接受为新的对象点，并记为1。编辑ppt边缘连接光栅扫描跟踪具体步骤(1) 确定一个较大的阈值d为检测阈值，把高于该阈值的像素作为对象点。(2) 选择一个较低的阈值t 作为跟踪阈值，且要求td，该阈值可以根据不同准则来选择；可选择灰度差、梯度方向、对比度等作为跟踪阈值。(3) 从第一行起

25、用检测阈值d 逐行对图像进行扫描，依次将灰度值大于或等于检测阈值d 的点的位置记为1。(4) 确定跟踪邻域，如下图中选取的 (i+1,j1)、(i+1,j)、(i+1,j+1) 。(5) 从第二行起逐行扫描图像，若图像中的(i, j) 点为对象点，则在第i +1 行上找该点跟踪邻域中灰度差小于或等于跟踪阈值t 的邻点，并确定为新的对象点，将相应位置记为1。(6) 对于已检测出来的某个对象点，进行跟踪结束、分支和合并的处理。如果某个对象点（由于步骤(3)的原因产生的对象点）在上一行的对应邻域中没有对象点，则说明一条新的曲线可开始。(7) 重复(5)、(6)这两个步骤，直至图像中最末一行被扫描完为止。编辑ppt编辑ppt分开分开-合并区域方法合并区域方法 如果只进行分开操作，最后的分区可能会包含具有相同性质的如果只进行分开操作，最后的分区可能会包含具有相同性质的相邻区域。这种缺陷可以通过再进行拆分的同时也允