数字图像处理ch02(MATLAB)

第二章数字图象基础主要内容：1.人眼视觉特性2.图象的数字化3.像素间的基本关系4.图象文件格式*辅助材料：7/1999fall/chp04.html2023/10/51第二章数字图象基础视觉的空间特性1.人眼的视觉特性人眼的空间分辨能力为1‘视觉的时间特性活动图象的帧频至少是15帧/s的时候，人眼才有图象连贯的感觉灰度分辨能力大约64级2023/10/52第二章数字图象基础imagesc(1:10);colormap(gray);imagesc(1:128);2023/10/53第二章数字图象基础形状感觉与错觉2023/10/54第二章数字图象基础2023/10/55第二章数字图象基础2.光与电磁波谱2023/10/56第二章数字图象基础3.图象感知和获取单个传感器带状传感器传感器阵列2023/10/57第二章数字图象基础2023/10/58第二章数字图象基础2023/10/59第二章数字图象基础2023/10/510第二章数字图象基础4.图象的数字化数字化(digitizing-scanning,samplingandquantization)如图，不妨设所考虑的图象是长方形的。为了讨论方便起见，在图象“象场”里取一个直角坐标原点O,建立直角坐标系xOy,则图象可以用一个二元函数来表示：z=f(x,y)。z表示象场里(x,y)点的“图象属性值”。不妨设三个变量的取值范围为：，对于变量z来说，情况复杂一些。这主要牵扯到图象的颜色问题。如果图象是“只有灰度深浅”的图象，则可以把z的取值范围限定在一定的实数范围内，不失一般性，令。

2023/10/511第二章数字图象基础xyO木星2023/10/512第二章数字图象基础xyO木星2023/10/513第二章数字图象基础xyOz=f(x,y)x=0,1,…,N-1;y=0,1,…,M-1;z=0,1,…,L-1对x,y,z进行离散化，则全部抽样值共同构成一个离散函数，不妨还用z=f(x,y)来表示。

采样，量化，编码图一2023/10/514第二章数字图象基础采样（等距离采样）将[0,a]分成N等份:[0,b]分成M等份:在每个小区域中取一个代表值（不妨设为），令2023/10/515第二章数字图象基础量化（整量化）将[0,c]分成L等份:令为方便起见，不妨令称f(i,j)是图象f(x,y)的数字(化)图象2023/10/516第二章数字图象基础编码一般，采样量化以后，需要对所得数据先进行PCM编码（脉码调制）灰度级:表示象素明暗程度的整数量称为灰度级。

层次(灰度级数):表示灰度级的数量。像素:(pixel----pictureelement）图象的最小信息单位，通常是一个整数，其大小称为像素值。图幅参数：图象采样密度，通常用“行数

列数”表示基本概念2023/10/517第二章数字图象基础1）图像分辨率：指组成一幅图像的像素密度，也就是图幅参数。对同样大小的一幅图，如果组成该图的图像像素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真。相反，图像显得越粗糙。(线对,空间分辨率,灰度级分辨率)2）显示分辨率：指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨率为640×480表示显示屏分成480行，每行显示640个像素，整个显示屏就含有307200个显像点。3）像素深度：指存储每个像素所用的位数，它也是用来度量图像的分辨率。分辨率2023/10/518第二章数字图象基础图1的某个局部的数据1141151141131141161171141091071071071071061071081141121091081071081071071081101111101091111101111101101121131091091111141061071071071091101061071081111041061061061081091041031041061051061061071091101071051031031021031041041061081121081051049598103104999297969596

2023/10/519第二章数字图象基础一个Matlab程序示例如下信息是通过matlab语言，读出的某图象的信息

Filename:'c:\A.jpg'

FileModDate:'13-Dec-200101:56:14'

FileSize:25076Format:'jpg'

FormatVersion:''Width:593Height:418

BitDepth:24

ColorType:'truecolor'

FormatSignature:''2023/10/520第二章数字图象基础数字图象种类黑白图象：

图像只有明暗程度的变化而没有色彩的变化，最简单的是二值图象，只有两种灰度；伪彩色图像：是指经过伪彩色处理而形成的彩色图象。其像素值是所谓的索引值，是按照灰度值进行彩色指定的结果，其色彩并不一定忠实于外界景物的真实色彩；假彩色图象：是指遥感多波段图象合成的彩色图象；真彩色图象：是忠实于外界景色的色彩的图象，其像素一般是颜色的真实值。静止图象：图象的内容不随时间变化。活动图象：前一帧和后一帧的图象内容随时间发生变化。矢量图象：由描述像素点阵的一组数据刻画的图象。点阵图象（位图）：由像素点阵所组成的图象。2023/10/521第二章数字图象基础黑白图象二值图象2023/10/522第二章数字图象基础伪彩色图象伪彩色伪彩色图象的含义是，每个象素的颜色不是由每个基色分量的数值直接决定，而是把象素值当作彩色查找表CLUT(colorlook-uptable)的表项入口地址，去查找一个显示图象时使用的R、G、B强度值，用查找出的R、G、B强度值产生的彩色称为伪彩色。彩色查找表CLUT(colorlookuptable)是一个事先做好的表，表项入口地址也称为索引号。例如16种颜色的查找表，0号索引对应黑色，...，15号索引对应白色。2023/10/523第二章数字图象基础假彩色图象对多光谱图象进行处理得到的图象2023/10/524第二章数字图象基础真彩色图象2023/10/525第二章数字图象基础此图来源于：清华大学，计算机科学与技术系，智能技术与系统国家重点实验室，林福宗

（图象中的像素值的内容不一样）2023/10/526第二章数字图象基础点阵图像与矢量图象2023/10/527第二章数字图象基础活动图象（以上各种图象称做静止图象，MPEG格式）此活动图象来自回归97网/club/2023/10/528第二章数字图象基础马拉多纳的世纪进球（来源不详，MPG格式）2023/10/529第二章数字图象基础的一个实例2023/10/530第二章数字图象基础放大和收缩数字图象放大－－－－－－－－－－过采样收缩－－－－－－－－－－欠采样核心问题：新像素的位置？新位置上的像素灰度值？１）实数倍与整数倍放大２）最近领域内插(0阶插值)３）像素复制４）双线性内插(1阶插值)2023/10/531第二章数字图象基础最近领域内插(0阶插值)1.a=放大倍数,原图象f(x,y)的图幅参数为m*n2.令M=[am],N=[an]3.令g(i,j)=f(x,y),(x,y):abs(i-ax)=min,abs(j-ay)=min像素复制1.a=整数,原图象f(x,y)的图幅参数为m*n2.令M=am],N=an3.令g(i,j)=f(x,y),(x,y):I\a=x,j\a=y2023/10/532第二章数字图象基础令f(x,y)在单位正方形顶点的值已知,可通过如下的双线性插值得到正方形内任意点的值.设双线性方程为双线性内插(1阶插值)注:此处的(x,y)是归一化坐标2023/10/533第二章数字图象基础邻域：在一定意义下，与该像素相邻的像素的集合OOOO*OOOOOOOOOOOOOOOO*OOOOOOOOOOOOOO*OO3×3邻域5×5邻域OOOO*OOOO4邻域N4(p)8邻域N8(p)3×3邻域={(x+1,y),(x,y+1),(x-1,y),(x,y-1)}5.像素间的相邻关系ND(p)=N8(p)-N4(p):对角邻域2023/10/534第二章数字图象基础4邻接设V是邻接性的像素集合.前提:p,q都取V中值q€N4(p)8邻接q€N8(p)m邻接(混合邻接)[q€N4(p)][q€ND(p)且N4(p)∩N4(q)无V值像素q€N4(p)2023/10/535第二章数字图象基础通路,4通路,8通路,m通路,闭合通路p,q是连通的,连通分支,连通集(是针对一个由像素组成的集合而言)区域的边界(边缘,轮廓:区域中的特殊像素的集合)(连通集叫区域)2023/10/536第二章数字图象基础距离度量欧氏距离：De(p,q)=[(x-s)2+(y-t)2]1/2D4距离：D4(p,q)=|x-s|+|y-t|D4距离：D8(p,q)=max{|x-s|,|y-t|}p=(x,y),q=(s,t)习题:D8<=De<=D4?2023/10/5