数字图像处理及基本知识课件.pptVIP

数字图像处理相关基本知识主讲：吴发根

图像处理的内容相当丰富，涉及的相关知识和领域也非常宽广。本章从应用的角度介绍一些与图像和数字处理密切相关的图像的基本知识，为后续各章内容的学习做准备。

第二章图像的基本知识2.1图像的概念2.2图像信息的分类2.3图像的获取及图像函数2.4图像的数字化和图像描述2.5图像的统计特性2.6常用的图像文件格式2.7计算机图像数据处理2.8图像质量评价2.9彩色图像简介

2.1图像的概念“图像”一词在汉语中很难给出一个明确的定义。三个与图像有关的英语词：“Picture”、“image”和“Pattern”。“Picture”画、图画、图像、图片、电影等等；“image”像、图像、景像、映像、影像、映射等；“Pattern”模型、式样、样本、图案、图、图形等。

三个词大致可做如下区分：“Picture”是指与照片等相似的用手工描绘的人物或景物，其中侧重于手工描绘的一类“画”。

“image”是指用镜头等科技手段得到的视觉形象。一般来讲可定义为“以某一技术手段被再现于二维画面上的视觉信息”。通俗的说就是指那些用技术手段把目标（Object）原封不动的一模一样的再现的景物。它包含用计算机等机器产生的景物。

“Pattern”指的是图形，在拉丁语中指裁衣服的纸样。因此，它主要是指图案、曲线、图形。综上所述我们所说的图像处理应是“ImageProcessing”。这里要处理的主要是属于照片、复印图、电视、传真、计算机显示的一类图像。

2.2图像信息的分类：图像信息的种类是多种多样的，这里就常见的图像信息进行简单的分类。概括起来，图像信息大致可分成三类，即：符号信息景物信息情绪信息。

（1）符号图像信息一般是用文字、符号、图形等表示的具体的或抽象的事物。例如文字，利用文字可组成文章，可以看成是用二值图像的形式携带这篇文章的寓意。最有代表意义的符号图像信息是电路图、机械图、建筑图等，它们都是用二值图像的形式向人们提供信息的。符号信息是以某一规则排列的记号，因此，在传送及处理中只要能表达清楚就可以了，它允许有较大的压缩。

（2）景物图像信息这是一种能给人以主观感觉但并不取决于人本身的客观场景信息。一般来讲它包含有丰富的内容，所含的信息量也较多。其特点是景物画面的内容比较复杂，在传输和处理中做到较大的压缩比较困难，在人机识别中需要较大的信息量。但在事先设定某种条件的情况下，是有可能在任何情况下保证正确判断的。

（3）、情绪图像信息这是一类依赖于受信者的图像信息，它不仅能给人以直观感觉，而能以其特殊的艺术内容刺激人的感官，使受信者“触景生情”引起感情上的波动和情绪上的共鸣。因此，它包含有更多的信息。这类图像信息不仅取决于图像本身的内容而且还与受信者的经历、文化修养、年龄、嗜好以及此时此刻的心境情绪有密切关系。因此，这类图像不仅无法考虑其概率模型，而且明确其信息量也是极其困难的。

以上是从图像所携带的信息的种类出发进行简单分类的。当然还可以从其他角度出发进行分类。如把图像分成静止图像和活动图像、单色图像和彩色图像等。在我们数字图像处理中所涉及到的是一些最普通类型的图像，它们的突出特点是都具有特殊的统计特性，并且有专门的应用。它包括：

①TV型的自然风景：常见有的图片，如肖象、风景画、建筑物照片等。②空间摄影照片和地球资源探测图片：这类图片的特点是往往没有适宜的方向，构图不十分明显，除了海岸线外，没有可区别的形状。③电子显微镜照片和标准的显微镜照片：这是一类在冶金学、生物学、医学以及石油探测等都很感兴趣的一类照片。④文本：这是指一类打印或手写的记号图像。⑤图样：它们通常就是简单地由线段和图形构成的单色二值图像。⑥专用图像：如：X射线照片、微波照片、红外热象或超声波图像等。这些图像各有特点，与在可见光下得到的图像有所不同。注：在今后讲课中所提到的一些图像只是极少数的有代表性而又实用的图像。这些图像经过研究大部分可以找到较为近似的模型和规律，这对方便处理和深入研究来讲无疑都是十分有利的。

2.3图像的获取及图像函数(1)图像获取图像是由照射源和形成图像的场景元素对光能的反射或吸收相结合而产生的。获取图像的要素:照射源:可由传统光源引起如可见光等,也可由非传统光源引起如超声波等;场景:可以是人们日常可见的物体，也可以是分子等。

图2-1显示了用来把照射能量变为数字图像的三种主要传感器装置。其原理是：利用对特殊类型能源敏感的传感器材料，把输入能源转换变为输出电压波形，然后将其数字化，从而得到数字图像信息。

能量滤光器敏感材料电源输入输出电压波形外壳2-1(c)传感器阵列2-1(a)单个成像传感器b)2-1(b)带状传感器

a.用单个传感器获取图像为用单个传感器获取二维图像，传感器和场景对象之