数字图像处理及MATLAB实现[杨杰][电子教案]第二章.pptVIP

数字图像处理 第2章 数字图像处理的基础(Basics Knowledge of Digital Image Processing) 2.1人类的视觉感知系统(Visual System of Human Beings) 视觉是人类最高级的感知器官，所以，毫无疑问图像在人类感知中扮演着重要角色。 然而人类感知只限于电磁波谱的视觉波段，成像机器则可以覆盖几乎全部电磁波谱。 研究图像处理首先要了解人类的视觉感知系统。 2.1.1视觉系统的基本构造(Basic Structure of Visual System) 基本构造 视觉过程 2.1.2亮度适应和鉴别(Intensity Adaption and Identification) Basic experimental setup used to characterize brightness discrimination Typical Weber ratio as a function of intensity An example showing that perceived brightness is not a simple function of intensity. Examples of simultaneous contrast. Some well-know optical illusions optical illusions optical illusions 2.2.1 图像的数字化及表达(Image Digitalization and Representation) 图像有单色与彩色、平面与立体、静止与动态、自发光与反射（透射）等区别 任一幅图像，根据它的光强度(亮度、密度或灰度)的空间分布，均可以用下面的函数形式来表达. An example of the digital image acquistion process Sampling and Quantization Color images have 3 values per pixel; monochrome images have 1 value per pixel. matrix 数字图像可以用矩阵的形式表示为： 2.2.2 图像的获取(Image Acquisition) 图像获取即图像的数字化过程，包括扫描、采样和量化。 图像获取设备由5个部分组成：采样孔，扫描机构，光传感器，量化器和输出存储体。 关键技术有：采样——成像技术；量化——模数转换技术。 Sampling 图像的采样 Sampling 在抽样时，若横向的像素数（列数）为M ，纵向的像素数（行数）为N，则图像总像素数为M*N个像素。 一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分辨率低，质量差，严重时出现马赛克效应； 采样间隔越小，所得图像像素数越多，空间分辨率高，图像质量好，但数据量大。 Sampling 图像的采样 Quantization 量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图像质量好，但数据量大； 量化等级越少，图像层次欠丰富，灰度分辨率低，会出现假轮廓现象，图像质量变差，但数据量小. 2.2.3 像素间的基本关系(Basic Relationships between Pixels) 邻域 设为位于坐标处的一个像素 组成的4邻域，用 表示。 像素集用 表示 和 合起来称为 的8邻域，用 表示。 连通性 为了确定两个像素是否连通，必须确定它们是否相邻及它们的灰度是否满足特定的相似性准则（或者说，它们的灰度值是否相等）。 令V是用于定义邻接性的灰度值集合。 考虑三种类型的邻接性： （a）4邻接：如果q在 集中，具有v中数值的两个像素p和q是4邻接的。 （b）8邻接：如果q在 集中，则具有中数值的两个像素p和q是8邻接的。 （c）m邻接（混合邻接）：如果（ⅰ）q在 集中，或者（ⅱ）q在 中且集合 没有v值的像素。则具有v值的像素p和q是邻接的。 距离 像素之间的联系常与像素在空间的接近程度有关。像素在空间的接近程度可以用像素之间的距离来度量。为测量距离需要定义距离度量函数。给定 三个像素，其坐标分别为 如果 1） ( 当且仅当 ) 2） 3) 则 是距离函数或度量。 和 之间的欧式距离定义为：