第3章-数字图象处理基础.ppt

多媒体通信 北京科技大学 杨 扬 第3章 数字图像处理基础 概述 图像数字化技术 数字图像类型 图像文件格式 色度学基础 颜色模型 1、概述 数字图像：以数字格式存放的图像 在计算机中，图像被分割成像素的形式，各像素的灰度值用整数表示。一幅M*N个像素的数字图像，其像素灰度值可以用M行、N列的矩阵表示。 数字图像处理：(Digital Image Processing, 即DIP) 利用计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、特征提取等的理论、方法和技术。 1.1目的 （1）提高图像的视感质量。如去除图像中的噪声，改 变图像的亮度、颜色，增强或抑制图像中的某些 成分； （2）提取图像中所包含的某些特征或特殊信息，以便 于计算机分析。常用作模式识别、计算机视觉的 预处理； （3）对图像数据进行变换、编码和压缩。 1.2主要内容 计算机图像处理系统对图像数据进行输入、加工和输出。研究的内容主要有以下7个过程： （1）图像获取 （2）图像复原 （3）图像增强 （4）图像分割 （5）图像分析 （6）图像重建 （7）图像压缩 1.3图像工程 1.4相关学科和领域 1.5数字图像处理系统 数字图像处理系统硬件 1）图像输入装置：如电视摄像机、扫描仪、数码照相 机、遥感图像获取设备 2）图像输入卡 3）显示卡 4）计算机 5）图像存储装置 高速图像处理卡 图像处理系统软件 MATLAB的图像处理工具箱、AVS和SPIDER、IUE等 1.6数字图像处理的应用 数字图像处理主要应用于下面一些领域： 1）通讯 2）宇宙探测 3）遥感 4）生物医学领域 5) 工业生产中的应用 6）军事、公安等领域 7) 机器人视觉 8）视频和多媒体系统 9）科学可视化 10）电子商务 1.7发展动向 图像处理面临的主要任务是研究新的处理方法，构 造新的处理系统，开拓更广泛的应用领域，需要进一步研 究的有： （1）提高精度的同时解决处理速度问题 （2）加强软件和新处理方法的研究 （3）加强边缘学科的研究 （4）加强理论研究，逐步形成图像处理自身的理论体系 （5）图像处理领域的标准化 2、图像数字化技术 图像的数字化包括采样和量化两个过程 设连续图像f(x,y)经数字化后，可以用一个离散量组成的矩阵g(i,j) （二维数组）来表示。 g(0,0) g(0,1) … g(0,n-1) g(i,j)＝ g(1,0) g(1,1) … g(1,n-1) . . . . . . g(m-1,0) g(m-1,1).. g(m-1,n-1) g(i,j) 代表(i,j)点的灰度值，即亮度值。 2、图像数字化技术 数字化有以下几点说明： 1）由于g(i,j)代表该点图像的光强度，而光是能量的一种形式，故g(i,j)必须大于零，且为有限值，即0g(i,j)? 。 2）数字化采样一般是按正方形点阵取样的，除此之外还有三角形点阵、正六角形点阵取样等等。 3）以上是用g(i,j)的数值来表示（i,j)位置点上灰度值的大小，即只反映了黑白灰度的关系，如果是一幅彩色图像，各点的数值还应当反映色彩的变化，可用g(i,j,?)表示，其中?是波长。如果图像是运动的，还应是时间t的函数，即可表示为g(i,j,?,t)。 2.1采样 是将在空间上连续的图像转换成离散的采样点（即像素）集的操作。由于图像是二维分布的信息，所以采样是在x轴和y轴两个方向上进行。 2.1采样 采样时的注意点是：采样间隔的选取。采样间隔取得不合适除了画面出现马赛克之外，还会发生频率的混叠现象。 2.1采样 采样公式