光电信息第3章5图像运算41050829.ppt

基于光电信息的计算机视觉技术 3.1 计算机视觉的概述 3.2 光电信息处理基础 3.3 数字图像技术 3.4 数字图像处理技术 3.5 距离图像获取与处理 3.4数字图像处理技术 3.4.1 图像运算 算术运算 逻辑运算 3.4.2 空域变换 几何变换 非几何变换 3.4.1 图像运算 3.4.1.1 算术运算 加法、减法 乘法、除法 3.4.1.2 逻辑运算 求反 异或、或 与 3.4.1.1算术运算:加法运算 加法运算的定义 C(x,y) = A(x,y) + B(x,y) 主要应用举例 去除“叠加性”噪音 生成图象叠加效果 加法运算-去除“叠加性”噪音 去除“叠加性”噪音 对于原图象f(x,y),有一个噪音图象集 { gi(x,y) } i =1,2,...M 其中：gi(x,y) = f(x,y) + h(x,y)i M个图象的均值定义为： g(x,y) = 1/M (g0(x,y)+g1(x,y)+…+ gM(x,y)) 当：噪音h(x,y)i为互不相关，且均值为0时， 上述图象均值将降低噪音的影响。 加法运算-生成图象叠加效果 生成图象叠加效果 对于两个图象f(x,y)和h(x,y)的均值有： g(x,y) = 1/2f(x,y) + 1/2h(x,y) 会得到二次曝光的效果。推广这个公式为： g(x,y) = αf(x,y) + βh(x,y) 其中α+β= 1 可以得到各种图象合成的效果，也可以用于两张图片的衔接。 算术运算-加法运算（例） 算术运算－减法 减法的定义 C(x,y) = A(x,y) - B(x,y) 主要应用举例 去除不需要的叠加性图案 检测同一场景两幅图象之间的变化 计算物体边界的梯度 减法－去除不需要的叠加性图案 去除不需要的叠加性图案 设：背景图象b(x,y)，前景背景混合图象f(x,y) g(x,y) = f(x,y) – b(x,y) g(x,y) 为去除了背景的图象。 电视制作的蓝屏技术就基于此 减法－检测同一场景两幅图象间的变化 检测同一场景两幅图象之间的变化 设： 时间1的图象为T1(x,y)， 时间2的图象为T2(x,y) g(x,y) = T2 (x,y) - T1(x,y) 减法－计算物体边界的梯度 计算物体边界的梯度 在一个图象内，寻找边缘时，梯度幅度（描绘变化陡峭程度的量）的近似计算 |Vf(x,y)| = max(f(x,y)–f(x+1,y) ,f(x,y)–f(x,y+1)) 图象运算：算术运算 算术运算-乘法 乘法的定义 C(x,y) = A(x,y) * B(x,y) 主要应用举例 图象的局部显示 用二值蒙板图象与原图象做乘法 算术运算-乘法(例) 3.4.1.2 逻辑运算－求反 求反的定义 g(x,y) = 255 - f(x,y) 主要应用举例 获得一个阴图象 获得一个子图像的补图像 绘制区别于背景的、可恢复的图形 求反－获得一个阴图象 求反－获得一个子图像的补图像 255- 求反－绘制区别于背景的的图形 绘制区别于背景的、可恢复的图形 逻辑运算-异或运算 异或运算的定义 g(x,y) = f(x,y) ? h(x,y) 主要应用举例 获得相交子图象 绘制区别于背景的、可恢复的图形 异或运算-获得相交子图象 异或运算-绘制区别于背景的图形 绘制区别于背景的、可恢复的图形 逻辑运算－或运算 或运算的定义 g(x,y) = f(x,y) v h(x,y) 主要应用举例 合并子图像 逻辑运算－与运算 与运算的定义 g(x,y) = f(x,y) ? h(x,y) 主要应用举例 求两个子图像的相交子图 3.4.2 空域变换 3.4.2.1 几何变换 基本变换 灰度级插值 3.4.2.2 非几何变换 模板运算 灰度级变换 直方图 3.4.2.1 几何变换: 基本变换 基本几何变换的定义 常用的基本几何变换 平移变换 旋转变换 镜像变换：水平镜像、垂直镜像 放缩变换 拉伸变换 离散几何变换的计算 几何变换: 基本变换定义 基本几何变换的定义 对于原图象f(x,y)，坐标变换函数 x’ = a(x,y); y’ = b(x,y) 唯一确定了几何变换： g(x’,y’) = f(a(x,y), b(x,y)); （1） g(x,y)是目标图象。 表面看没有值的改变。 基本变换－平移变换 平移变换 设: a(x,y) = x + x0; b(x,y) = y + y0; 用齐次矩阵表示： a(x,y) 1 0 x0 x b(x,y) = 0 1 y0 y 1 0