《Python图像处理与机器视觉入门》高职全套教学课件

MachineVisionTechnologiesandApplications

第1章

图像处理简介

第2章

图像的点运算-线性变换

第3章

图像的点运算-伽玛变换

第4章

图像的点运算-直方图均衡化

第5章

几何变换-平移

第6章

几何变换-缩放

第7章

几何变换-旋转

第8章

几何变换-插值

第9章

几何变换-仿射与投影

第10章

几何变换-图像配准

第11章

卷积与相关

第12章

图像降噪

第13章

图像锐化

第14章

频率域图像增强

第15章

频率域图像增强

第16章

频率域图像增强

第17章

图像特征提取

第18章

图像分割

第19章

图像修复

第21章

形态学

第22章

增强现实

第23章

视频处理

本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理技术与应用第一章

图像处理简介本课件是可编辑的正常PPT课件人工智能：机器视觉：看得懂机器听觉：听得懂控制论：像人一样运动

1概念本课件是可编辑的正常PPT课件机器视觉(machinevision)，用计算机对图像进行分析，以达到使机器获得人的视觉的目的。图像处理技术与机器视觉技术密切相关。

1概念本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理(imageprocessing)，用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。又称影像处理。图像处理一般指数字图像处理。

1概念本课件是可编辑的正常PPT课件模拟图像:又称连续图像，是指在二维坐标系中连续变化的图像，即图像的像点是无限稠密的，同时具有连续的灰度值，连续图像的典型代表是由光学透镜系统获取的图像，如胶片相机、有线电视模拟电视信号等。

1

概念本课件是可编辑的正常PPT课件数字图像:数字图像是由模拟图像数字化得到的、以像素为基本元素的、可以用数字计算机或数字电路存储和处理的图像。把图像按行与列分割成m×n个网格,然后每个网格的图像表示为该网格的颜色平均值的一个像素,亦即用一个m×n的像素矩阵来表达一幅图像,m与n称为图像的分辨率.显然分辨率越高,图像失真越小.

1

概念本课件是可编辑的正常PPT课件(1)图像美化：利用计算机对图像信息进行加工以满足人的视觉心理或者应用需求的行为。

2应用场景相关技术：图像形态学、空间滤波、色度空间本课件是可编辑的正常PPT课件(2)图像增强与复原：改进图片的质量，例如增加对比度，去掉模糊和噪声，修正几何畸变等；图像复原是在假定已知模糊或噪声的模型时，试图估计原图像的一种技术。

2应用场景本课件是可编辑的正常PPT课件(3)图像分割：将图像划分为一些互不重叠的区域，每一区域是像素的一个连续集，用于医学分析、无人驾驶等等

2应用场景本课件是可编辑的正常PPT课件(4)图像压缩：缩减图像文件大小：BMP转JPG，PSD转JPG。

2应用场景本课件是可编辑的正常PPT课件更多应用场景：生物特征识别医学图像处理

2应用场景本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理技术与应用

本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理技术与应用第二章

图像的点运算-线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件什么是数字图像：（1）打开windows画图工具，画图(画板20x20像素)（2）编程，将图像转化为数字（3）观察每个点

1

数字图像基础本课件是可编辑的正常PPT课件代码：

1

数字图像基础本课件是可编辑的正常PPT课件

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可以叠加形成不同的颜色

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件

整幅图像来说每个通道都是一个M*N的矩阵

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件DA

=（R，G，B），单个像素单个通道范围是：0~255

0表示几乎没有，255表示最强

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件

以2X2的图像为例（M=N=2）每个像素都有坐标（X,Y）以及像素值DAxy

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件

以2X2的图像为例（M=N=2）每个像素都有坐标（X,Y）以及像素值DAxy

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件

以2X2的BMP图像为例（M=N=2）像素值DAxy

包含三个通道的值（R，G，B）

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件

以2X2的BMP图像为例（M=N=2）

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件

以2X2的BMP图像为例（M=N=2）

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件

以2X2的BMP图像为例（M=N=2）

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件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图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件

1-6图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件计算BMP图像文件大小：文件大小=分辨率*位深度/8/1024(单位：KB)（1）分辨率（resolution）单位为一幅图像像素总数：1024*768像素，1280*720像素；（2）清晰度（definition）单位为单位长度上的像素个数：500DPI，800DPI；（3）位深度用于控制图像颜色数量24位真彩色：一个颜色可以拆分成红绿蓝三通道,24真彩色就是每通道分配8位,每种颜色用一个字节来表示.3*8=24(16777216种颜色)

1数字图像基础本课件是可编辑的正常PPT课件（3）位深度用于控制图像颜色数量24位真彩色：一个颜色可以拆分成红绿蓝三通道,24真彩色就是每通道分配8位,计算机存储文件使用二进制，则色彩数量为2^24=16777216（4）计算机存储单位换算：8bits=1byte1024byte=1K1024K=1M1024M=1G

1数字图像基础本课件是可编辑的正常PPT课件练习（1）：从网上下载一幅图片，用画笔另存为BMP，计算图像大小，与文件实际大小进行对比

1数字图像基础本课件是可编辑的正常PPT课件概念：对一幅图像中的每个点进行相同的操作：线性变换伽玛变换直方图均衡化

2图像的点运算本课件是可编辑的正常PPT课件线性变换：概念介绍：以灰度图像为例，假设原图像像素的灰度值为DA=f(x,y),(x,y)为图像坐标，处理后图像像素的灰度值为DB=g(DA)=a*DA+b。要求DA和DB都在图像的灰度范围之内,a为斜率，b为截距。灰度变换函数描述了输入灰度值和输出灰度值之间的转换关系。一旦灰度转换关系确定，则图像中每一点的运算关系就被完全确定下来。

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件线性变换：由线性变换的公式可知，a调整的是图像的对比度，b调整的是图像的亮度。若a=1,b=0，图像像素不发生变化；若a=1,b!=0，图像全部灰度值上移或下移；若a>1，图像对比度增强；若0<a<1，图像对比度减小；若a<0，暗区域变亮，亮区域变暗，等于图像求补。

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件线性变换：由线性变换的公式可知，a调整的是图像的对比度，b调整的是图像的亮度。若a=1,b=0，图像像素不发生变化；若a=1,b!=0，图像全部灰度值上移或下移；若a>1，图像对比度增强；若0<a<1，图像对比度减小；若a<0，暗区域变亮，亮区域变暗，等于图像求补。

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件线性变换：由线性变换的公式可知，a调整的是图像的对比度，b调整的是图像的亮度。若a=1,b=0，图像像素不发生变化；若a=1,b!=0，图像全部灰度值上移或下移；若a>1，图像对比度增强；若0<a<1，图像对比度减小；若a<0，暗区域变亮，亮区域变暗，等于图像求补。

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件线性变换：进行线性变换，我们需要了解一点矩阵计算的知识。下图表示了三个不同尺寸的矩阵。

3线性变换这三个矩阵可分别用数字表示为：1*2矩阵DA=[10,20]2*1矩阵DA=[10;20]分号代表换行2*2矩阵DA=[10,20;10,20]本课件是可编辑的正常PPT课件常数与矩阵的乘法可表示为：DA=[10,20]a*DA=[a*10,a*20],a为常数常数与矩阵的加法可表示为：DA=[10,20]DA+b=[10+b,20+b]，b为常数从而可以推导出线性变换的计算为：1*2矩阵DB=[a*10+b,a*20+b]2*1矩阵DA=[a*10+b;a*20+b]分号代表换行2*2矩阵DA=[a*10+b,a*20+b;

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

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件例子：DA是一幅分辨率为1*10像素的单通道图片，DA=a=1,b=0DB=1*DA+0DB=a=1,b=20DB=1*DA+20DB=a=2,b=0DB=2*DA+0DB=

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习（2）：DA=a=1,b=0DB=a=1,b=20DB=a=2,b=50DB=

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习（2）：计算DA=a=1,b=0DB=1*DA+0a=1,b=20DB=1*DA+20a=2,b=50DB=2*DA+50

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习（3）：编程完成练习（2）。

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习（3）代码：

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习（4）：DB=a.*DA+b，编程实现下列功能（DA、DB的值都要在0~255之间）

增加对比度减小对比度增加亮度反相3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习（4）代码：

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件

3线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理技术与应用

gy.geng_yang@本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理技术与应用第三章

图像的点运算-伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件非线性变换：伽玛变换直方图均衡化

1

非线性变换本课件是可编辑的正常PPT课件幂函数：y=xγ线性：y=a*x+bγ（gamma)=1非线性:y=xγ

γ>1或

γ<12伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件伽玛变换：y=x^gamma;gamma>1,较亮的区域灰度被拉伸，较暗的区域灰度被压缩的更暗，图像整体变暗；gamma<1,较亮的区域灰度被压缩，较暗的区域灰度被拉伸的较亮，图像整体变亮；2伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件伽玛变换：y=xγ,γ>1或

γ<1,0<=x,y<=12伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件线性归一化DA（单通道）0~255归一化到DB0~1之间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伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件例子：原始数据：x=[10101020202020101010]归一化：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伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件例子：原始数据：x=[10101020202020101010]归一化：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伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习（1）：1、手工计算；2、编程计算x=[10101020202020101010]归一化：x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=3y=Gamma=0.2;y=Gamma=0.1;y=2伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习（1）代码：2伽玛变换importnumpyasnp#声明一个numpy数组并赋值data=np.asarray([10,10,10,20,20,20,20,10,10,10])#归一化normalized_data=data/255.0#伽马值gamma=2#输出结果print('归一化:',normalized_data)print('伽马变换:',np.power(normalized_data,gamma))本课件是可编辑的正常PPT课件幂函数：y=xγ0<=x<=10<=y<=1线性：y=a*x+bγ（gamma)=1非线性:y=xγ

γ>1或

γ<1

1-1伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件线性归一化DA（单通道）0~255归一化到DB0~1之间DB00=max(DA)=?min(DA)=?

1-1伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件线性归一化DA（单通道）0~255归一化到DB0~1之间DB00=max(DA)=255min(DA)=0

1-1伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件线性归一化DA（单通道）0~255归一化到DB0~1之间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伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件线性归一化DA（单通道）0~255归一化到DB0~1之间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伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件线性归一化DA（单通道）0~255归一化到DB0~1之间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伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件线性归一化DA（单通道）0~255归一化到DB0~1之间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伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件伽玛变换：以伽玛变换为例，y=x^gamma;gamma>1,较亮的区域灰度被拉伸，较暗的区域灰度被压缩的更暗，图像整体变暗；gamma<1,较亮的区域灰度被压缩，较暗的区域灰度被拉伸的较亮，图像整体变亮；

1-1伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件伽玛变换：y=xγ,γ>1或

γ<1,0<=x,y<=1

1-1伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件例子：原始数据：x=[10101020202020101010]归一化：x'=(1/255）*x+0x'=[(1/255)*10+0?]x'=[0.0392?]

1-1伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件例子：原始数据：x=[10101020202020101010]归一化：x'=(1/255）*x+0x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]

1-1伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件例子：原始数据：x=[10101020202020101010]归一化：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伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件例子：原始数据：x=[10101020202020101010]归一化：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伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习（1）：x=[10101020202020101010]归一化：x'=[0.03920.03920.03920.07840.07840.07840.07840.03920.03920.0392]Gamma=3y=Gamma=0.2;y=Gamma=0.1;y=

1-1伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习（2）编程实现下面的变换2伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习（3）编程实现下面的变换x是一幅10个像素的单通道图像：x=[10101020202020101010]γ=22伽玛变换本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理技术与应用、杨耿

gy.geng_yang@本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理技术与应用第四章

图像的点运算-直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件概率论基础回顾：a.直方图某个类别的次数统计

1直方图本课件是可编辑的正常PPT课件灰度图像：灰度数字图像是单通道图像，显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度，每个像素值是0~255范围彩色图片可以根据公式转换成灰度图片

1

直方图本课件是可编辑的正常PPT课件灰度图像直方图某个像素值的次数统计

1

直方图本课件是可编辑的正常PPT课件灰度图像直方图某个像素值的次数统计单通道图片矩阵0的个数？

1的个数? 2的个数？ ............... 255的个数？

1直方图本课件是可编辑的正常PPT课件灰度图像直方图某个像素值的次数统计单通道图片矩阵0的个数5

1的个数0 2的个数0 ...............050的个数1...............0 255的个数3

1直方图

本课件是可编辑的正常PPT课件灰度图像直方图某个像素值的次数统计

1

直方图本课件是可编辑的正常PPT课件灰度直方图：记录每个灰度的像素的个数；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1直方图第10个灰度级个数即像素值等于10的个数本课件是可编辑的正常PPT课件灰度直方图：记录每个灰度的像素的个数；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1

直方图第20个灰度级个数即像素值等于20的个数本课件是可编辑的正常PPT课件直方图作用：均衡化或规定化进行图像增强直接对比直方图判断是否相似图片对比直方图进行图像搜索

1直方图本课件是可编辑的正常PPT课件直方图均衡化：

2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件直方图均衡化作用：假如图像的灰度分布不均匀，其灰度分布集中在较窄的范围内，使图像的细节不够清晰，对比度较低。通常采用直方图均衡化及直方图规定化两种变换，使图像的灰度范围拉开或使灰度均匀分布，从而增大反差，使图像细节清晰，以达到增强的目的。直方图均衡化，对图像进行非线性拉伸，重新分配图像的灰度值，使一定范围内图像的灰度值大致相等。这样，原来直方图中间的峰值部分对比度得到增强，而两侧的谷底部分对比度降低，输出图像的直方图是一个较为平坦的直方图

2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件直方图均衡化：

1-2直方图均衡化均匀分布本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方图均衡化第0个灰度级个数即像素值等于0的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方图均衡化第1个灰度级个数即像素值等于1的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方图均衡化第2个灰度级个数即像素值等于2的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方图均衡化第10个灰度级个数即像素值等于10的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方图均衡化第11个灰度级个数即像素值等于11的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方图均衡化第20个灰度级个数即像素值等于20的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

2直方图均衡化第255个灰度级个数即像素值等于255的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]直方图HIST的面积=所有个数之和

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

2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0个灰度级的像素个数)*255/面积=1*255/10=25

2直方图均衡化第0个灰度级个数即像素值等于0的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB1=(第0个灰度级的像素个数+第1个灰度级的像素个数)*255/面积=（1+0）*255/10=25

2直方图均衡化第1个灰度级个数即像素值等于1的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0个灰度级的像素个数)*255/面积=1*255/10=25DB1=(第0个灰度级的像素个数+第1个灰度级的像素个数)*255/面积=1*255/10=25DB10=（1+0+0+…+5）*255/10=153

2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件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直方图均衡化第25个灰度级个数即像素值等于25的个数本课件是可编辑的正常PPT课件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直方图均衡化第153个灰度级个数即像素值等于153的个数本课件是可编辑的正常PPT课件练习（1）

[2552512552511751272551306]1：计算直方图2：计算均衡化后的直方图3：计算均衡化后的图像

2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件

3直方图规定化本课件是可编辑的正常PPT课件

3直方图规定化本课件是可编辑的正常PPT课件概率论基础回顾：a.直方图某个类别（组距）的次数统计

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件图像的直方图用来表征该图像像素值的分布情况，用一定数目的小区间来指定表征像素值的范围,每个小区间会得到落入该小区间表示范围的像素数目。图像直方图图形化显示不同的像素值在不同的强度值上的出现频率，对于灰度图像来说强度范围为[0~255]之间，对于RGB的彩色图像可以独立显示三种颜色的图像直方图。为简化问题，下面我们仅讨论灰度图像。灰度数字图像是单通道图像，显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度，每个像素值是0~255范围。直方图均衡化是指将一幅图像的灰度直方图变平,使变换后的图像中每个灰度值的分布概率都相同。在对图像做进一步处理之前,直方图均衡化通常是对图像灰度值进行归一化的一个方法,并且可以增强图像的对比度。

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件灰度图像：灰度数字图像是单通道图像，显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度，每个像素值是0~255范围彩色图片可以根据公式转换成灰度图片

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件灰度图像直方图某个像素值的次数统计

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件灰度图像直方图某个像素值的次数统计单通道图片矩阵0的个数？

1的个数? 2的个数？ ............... 255的个数？

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件灰度图像直方图某个像素值的次数统计单通道图片矩阵0的个数5

1的个数0 2的个数0 ...............050的个数1...............0 255的个数3

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件灰度图像直方图某个像素值的次数统计

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件灰度直方图：记录每个灰度的像素的个数；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1-2直方图均衡化第10个灰度级个数即像素值等于10的个数本课件是可编辑的正常PPT课件灰度直方图：记录每个灰度的像素的个数；x=[10101020202020101010]Hist(x)=[000…6000…4000…000]

1-2直方图均衡化第20个灰度级个数即像素值等于20的个数本课件是可编辑的正常PPT课件直方图作用：均衡化或规定化进行图像增强直接对比直方图判断是否相似图片对比直方图进行图像搜索

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件直方图均衡化：

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件直方图均衡化作用：假如图像的灰度分布不均匀，其灰度分布集中在较窄的范围内，使图像的细节不够清晰，对比度较低。通常采用直方图均衡化及直方图规定化两种变换，使图像的灰度范围拉开或使灰度均匀分布，从而增大反差，使图像细节清晰，以达到增强的目的。直方图均衡化，对图像进行非线性拉伸，重新分配图像的灰度值，使一定范围内图像的灰度值大致相等。这样，原来直方图中间的峰值部分对比度得到增强，而两侧的谷底部分对比度降低，输出图像的直方图是一个较为平坦的直方图

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件直方图均衡化：

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件直方图均衡化：

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件直方图均衡化：

1-2直方图均衡化均匀分布本课件是可编辑的正常PPT课件直方图均衡化公式其中，A表示图像的面积，即像素总数，Hi为灰度级i出现的次数，即第i个灰度级的像素个数。

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方图均衡化第0个灰度级个数即像素值等于0的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方图均衡化第1个灰度级个数即像素值等于1的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方图均衡化第2个灰度级个数即像素值等于2的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方图均衡化第10个灰度级个数即像素值等于10的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方图均衡化第11个灰度级个数即像素值等于11的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方图均衡化第20个灰度级个数即像素值等于20的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]

1-2直方图均衡化第255个灰度级个数即像素值等于255的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]直方图HIST的面积=所有个数之和

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

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0个灰度级的像素个数)*255/面积=1*255/10=25

1-2直方图均衡化第0个灰度级个数即像素值等于0的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB1=(第0个灰度级的像素个数+第1个灰度级的像素个数)*255/面积=（1+0）*255/10=25

1-2直方图均衡化第1个灰度级个数即像素值等于1的个数本课件是可编辑的正常PPT课件均衡化：使得直方图均匀分布DB=f(DA)例子：DA=[01010202552020101010]HIST=[100…5000…3000…001]DB0=(第0个灰度级的像素个数)*255/面积=1*255/10=25DB1=(第0个灰度级的像素个数+第1个灰度级的像素个数)*255/面积=1*255/10=25DB10=（1+0+0+…+5）*255/10=153

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件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直方图均衡化第25个灰度级个数即像素值等于25的个数本课件是可编辑的正常PPT课件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直方图均衡化第153个灰度级个数即像素值等于153的个数本课件是可编辑的正常PPT课件

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件练习（3）

[2552512552511751272551306]步骤一：计算直方图，步骤二：根据直方图计算均衡化后的图像步骤二：计算均衡化后的直方图

1-2直方图均衡化本课件是可编辑的正常PPT课件直方图均衡化实现了图像灰度的均衡分布，对提高图像对比度、提升图像亮度具有明显的作用。在实际应用中，有时并不需要图像的直方图具有整体的均匀分布，而希望直方图与规定要求的直方图一致，这就是直方图规定化

1-3直方图规定化本课件是可编辑的正常PPT课件

1-3直方图规定化本课件是可编辑的正常PPT课件

1-3直方图规定化本课件是可编辑的正常PPT课件练习（2）

编程实现直方图均衡化、规定化3直方图规定化本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理技术与应用

本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理技术与应用第五章

几何变换-平移本课件是可编辑的正常PPT课件(1)概念

基本的图像几何变换包括平移、缩放、旋转例如：1基本几何变换本课件是可编辑的正常PPT课件

以2X2的图像为例（M=N=2）每个像素都有坐标（X,Y）以及像素值DAxy

1基本几何运算本课件是可编辑的正常PPT课件

点运算：对DAxy进行操作改变

几何运算：对x,y进行操作，对像素个数进行操作

1基本几何运算本课件是可编辑的正常PPT课件（2）平移变换

2平移变换本课件是可编辑的正常PPT课件例子：原图像：第一步原始坐标【00】【10】【20】【01】【11】【21】【02】【12】【22】第二步，代入矩阵公式Tx=1,Ty=2变换后的坐标2平移变换【12】【22】【32】【13】【23】【33】【14】【24】【34】第三步根据新坐标求变换后的图像本课件是可编辑的正常PPT课件

矩阵乘法（1）第一个矩阵的列数和第二个矩阵的行数相同

A=[45]1（行）*2（列）

矩阵B=[22*1矩阵3]C=[236]1*3矩阵

A，B，C谁可以乘以谁？A*B√B*A×A*C×B*C×C*B×

C*A×

3矩阵运算本课件是可编辑的正常PPT课件

矩阵乘法（2）第m行第n列的元素等于矩阵A的第m行的元素与矩阵B的第n列对应元素乘积之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩阵B=[22*1矩阵3]A*B=[4*2+]

3矩阵运算本课件是可编辑的正常PPT课件

矩阵乘法（2）第m行第n列的元素等于矩阵A的第m行的元素与矩阵B的第n列对应元素乘积之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩阵B=[22*1矩阵3]A*B=[4*2+5*3]=[23]

3矩阵运算本课件是可编辑的正常PPT课件

矩阵乘法（2）第m行第n列的元素等于矩阵A的第m行的元素与矩阵B的第n列对应元素乘积之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩阵B=[212*2矩阵

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

5*3,C01=？]

3矩阵运算本课件是可编辑的正常PPT课件

矩阵乘法（2）第m行第n列的元素等于矩阵A的第m行的元素与矩阵B的第n列对应元素乘积之和

A=[45]1（行）*2（列）

矩阵B=[212*2矩阵31]C=A*B=[C00=4*2+

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

=[239]3矩阵运算本课件是可编辑的正常PPT课件练习1原图像：Tx=1,Ty=2求变换后的图像，写出矩阵运算的步骤2平移变换本课件是可编辑的正常PPT课件练习2编程实现平移变换2平移变换本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理技术与应用

本课件是可编辑的正常PPT课件图像处理技术与应用第六章

几何变换-缩放本课件是可编辑的正常PPT课件1缩放变换本课件是可编辑的正常PPT课件A=[Sx

00B=[xC=[u0Sy0yv001]

1]1]

A是3*3矩阵，B是3*1矩阵，C是3*1矩阵1缩放变换本课件是可编辑的正常PPT课件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列的元素等于矩阵A的第m行的元素与矩阵B的第n列对应元素乘积之和1缩放变换本课件是可编辑的正常PPT课件

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列的元素等于矩阵A的第m行的元素与矩阵B的第n列对应元素乘积之和1缩放变换本课件是可编辑的正常PPT课件

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列的元素等于矩阵A的第m行的元素与矩阵B的第n列对应元素乘积之和1缩放变换本课件是可编辑的正常PPT课件例子：原图像像素点的值：每个点对应的坐标为【x=0y=0】【10】【20】【01】【11】【21】【02】【12】【22】Sx=1,Sy=21缩放变换步骤：C=A*B0.建立坐标系1.将Sx，Sy的值代入矩阵A2.将某点的坐标x,y值

代入矩阵B3.根据矩阵乘法，求得该点新坐标u,v的值4.将该点的像素值填入新坐标对应位置（同一个坐标系）5.其余坐标没有像素值的都填0

本课件是可编辑的正常PPT课件例子：原图像像素点的值：每个点对应的坐标为【x=0y=0】【10】【20】【01】【11】【21】【02】【12】【22】Sx=1,Sy=21缩放变换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本课件是可编辑的正常PPT课件例子：原图像像素点的值：每个点对应的坐标为【x=0y=0】【10】【20】