数字图像处理绪论

数字图像处理第一章数字图像处理绪论任课教师林忠华课程内容第1章数字图像处理绪论第2章图像增强第3章图像复原

第4章图像编码

第5章图像分割第6章目标表示与描述第7章形态学数字图像处理绪论一、教材与参考书二、图像及其分类三、图像和像素四、像素间的关系五、采样与量化六、三种常见的图像七、数字图像处理系统的基本组成结构八、数字图像处理的目的、应用及发展方向九、数字图像处理的主要内容十、小结习题1教材与参考书姚敏等，数字图像处理，机械工业出版社RafaelC.Gonzalez,RichardE.Woods著，阮秋琦，阮宇智等译，数字图像处理（第二版），电子工业出版社RafaelC.Gonzalez，RichardE.Woods，StevenL.Eddins，DigitalImageprocessingUsingMATLAB

，电子工业出版社章毓晋，图像处理和分析技术，高等教育出版社何斌等，VisualC++数字图像处理（第二版），人民邮电出版社章毓晋，图像处理和分析教程，人民邮电出版社李俊山等，数字图像处理，清华大学出版社图像实例(a)卫星云图

(b)风景图片

图像特点1直观形象2易懂3信息量大2图像分类按灰度分类：二值、多灰度

按色彩分类：单色、彩色

按运动分类：静态、动态

按时空分布分类：二维、三维

3图像和像素数字图像是指由被称作像素的小块区域组成的二维矩阵。将物理图像行列划分后，每个小块区域称为像素（pixel）。每个像素包括两个属性：位置和亮度（或色彩）。对灰度图像而言，每个像素的亮度用一个数值（即灰度值）来表示，通常数值范围在0到255之间，即可用一个字节来表示，0表示黑、255表示白，而其它表示灰度级别。Pictureelement3图像和像素物理图像及对应的数字图像3图像和像素图1-1数字图像3图像和像素图像数字化是将一幅画面转化成计算机能处理的形式——数字图像的过程。

模拟图像数字图像正方形点阵具体来说，就是把一幅图画分割成如图所示的一个个小区域（像元或像素），并将各小区域灰度用整数来表示，形成一幅数字图像。它包括采样和量化两个过程。小区域的位置和灰度就是像素的属性。数字图像的两个基本问题像素数目灰度值的度量本质问题：连续-》离散4像素间的基本关系N4(p)——像素(x,y)的4邻域(x+1,y)，(x-1,y)，(x,y+1)，(x,y-1)ND(p)——像素(x,y)的对角邻域(x+1,y+1)，(x+1,y-1)，(x-1,y+1)，(x-1,y-1)N8(p)——像素(x,y)的8邻域

N4(p)+ND(p)4像素间的基本关系像素邻域

4邻域，记为N(p)对角邻域，记为N(p)

8-邻域，记为N(p)4像素间的基本关系V是用于定义连接性的灰度值集合

4连接：2个像素p和r在V中取值，且r在N4(p)中，则它们为4连接；8连接：2个像素p和r在V中取值，且r在N8(p)中，则它们为8连接；m连接(混合连接)：2个像素p和r在V中取值，且满足下列条件之一，则它们为m连接：r在N4(p)中；

r在ND(p)中且N4(p)∩N4(r)是空集，该集合是由p和r的在V中取值的4近邻像素组成。4像素间的基本关系从具有坐标(x,y)的像素p到具有坐标(s,t)的像素q的通路（或曲线）是特定像素序列，其坐标为(x0,y0)，(x1,y1)，

，(xn,yn)这里，(x0,y0)=(x,y)，(xn,yn)=(s,t)，并且像素(xi,yi)和(xi-1,yi-1)是连接的。在这种情况下，n是通路的长度。如果(x0,y0)=(xn,yn)，则通路是闭合通路。可以依据所用的连接类型定义4，8或m通路。

4像素间的基本关系4像素间的基本关系4像素间的基本关系5采样与量化采样

将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。采样间隔的大小是个很重要的参数。

当对图像进行实际的抽样时，怎样选择各抽样点的间隔是个非常重要的问题。关于这一点，图像包含何种程度的细微的浓淡变化取决于希望反映图像的程度。5采样与量化图像量化取样点数和量化级数的选取条件：图像有M*N个像素，每个像素有Q个灰度级别。取值规则：M、N和Q通常总是取为2的整数次幂。Q=2b，若Q=256，则b=8，称为图像的8bit量化，或称256级灰度。取值范围：由于存在量化误差，原则上b越大重建图像失真越小。 对于人眼应用b取5-8； 而对于卫星图片等图像分析应用b取8-12。5采样与量化实际需要：

1）当图像中有大面积灰度变化缓慢的平滑区域（如人脸），则b加大，M*N可变小。否则会出现假轮廓。

2）当复杂的图像时（如球场观众），则b减小，M*N可加大。否则会丢失图像细节。5采样与量化图像质量与采样5采样与量化图像质量与量化6三种常见的图像灰度级6三种常见的图像灰度图像(128x128)及其对应的数值矩阵（仅列出一部分(26x31)）

6三种常见的图像彩色图像可以用红、绿、蓝三元组的二维矩阵来表示。通常，三元组的每个数值也是在0到255之间，0表示相应的基色在该像素中没有，而255则代表相应的基色在该像素中取得最大值，这种情况下每个像素可用三个字节来表示。彩色图像(128x128)及其对应的数值矩阵（仅列出一部分(25x31)）

6三种常见的图像6三种常见的图像索引图像调色板（palette）：图像的色彩索引表。若图像的色彩数远小于全色彩数时，当每个像素的值用色彩索引表的位置表示就可以大大节约存储空间。6三种常见的图像索引图像7数字图像处理系统的基本组成结构数字图像处理系统由图像数字化设备、图像处理计算机和图像输出设备组成。图像数字化设备：