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第2章 相关图象基础 2.1 图象处理技术概述 2.1 图象处理技术概述 2.2 图象成象过程 2.2 图象成象过程 2.2.1 成象变换 2.2.1 成象变换 2.2.1 成象变换 2.2.1 成象变换 2.2.1 成象变换 2.2.1 成象变换 2.2.2 成象亮度 2.2.2 成象亮度 2.2.2 成象亮度 2.2.3 采样和量化 2.2.3 采样和量化 2.2.3 采样和量化 2.3 离散距离及扩展 2.3.1 常用离散距离 2.3.1 常用离散距离 2.3.1 常用离散距离 2.3.1 常用离散距离 2.3.1 常用离散距离 2.3.1 常用离散距离 2.3.2 斜面距离和扩展 2.3.2 斜面距离和扩展 2.3.2 斜面距离和扩展 2.4 图象噪声消除 2.4 图象噪声消除 2.4.1 线性滤波消除噪声 2.4.1 线性滤波消除噪声 2.4.1 线性滤波消除噪声 2.4.1 线性滤波消除噪声 2.4.1 线性滤波消除噪声 2.4.2 非线性滤波消除噪声 2.4.2 非线性滤波消除噪声 2.4.3 混合滤波提高效率 2.4.3 混合滤波提高效率 2.4.4 组合滤波消除噪声 2.4.4 组合滤波消除噪声 联 系 信 息 1. 空域滤波原理 在频域分析,在空域进行 平滑滤波 空域里的剖面图 系数都是正的 中心系数大 周围系数小 2. 空域滤波原理 模板卷积(尺寸 n ? n,半径 r = (n?1)/2 ) (1) 将模板在图中漫游,并将模板中心与图中某个象素 位置重合 (2) 将模板上的各个系数与模板下各对应象素的灰度值 一一相乘 (3) 将所有乘积相加(为保持灰度范围,常将结果再除 以模板的系数个数) (4) 将上述运算结果(模板的输出响应)赋给图中对应 模板中心位置的象素 2. 空域滤波原理 原图 模板 新图 2. 空域平滑滤波 邻域平均 保持灰度值范围(所有系数之和为1) 2. 空域平滑滤波 加权平均 为保证各模板系数均为整数以减少计算量,常取模板周围最小的系数为1 根据系数与模板中心的距离反比地确定其它内部系数的值 1 2 1 2 4 2 1 2 1 1. 中值滤波 令N(x, y)为(x, y)的邻域(模板覆盖) 模板尺寸n ? n的中值滤波器的输出值应 ? 模板中(n2?1)/2个象素的值,又应 ? 模板中(n2?1)/2个象素的值 中值滤波器的主要功能就是让与周围象素灰度值的差比较大的象素改取与周围象素值接近的值 一般情况下,图象中尺寸小于模板尺寸一半的过亮或过暗区域将会在滤波后会被消除掉 1. 中值滤波 (1) 将模板在图中漫游,并将模板中心与图中某 个象素位置重合 (2) 读取模板下各对应象素的灰度值 (3) 将这些灰度值从小到大排成一列 (4) 找出这些值里排在中间的一个 (5) 将这个中间值赋给对应模板中心位置的象素 特点:既能消除噪声又能保持图象的细节 结合快速滤波器(特别是线性滤波器)和排序统计滤波器(中值滤波器是个典型),使组合后的滤波器在效果上接近所期望的要求,但在计算复杂度方面有较大改进 在线性和中值混合滤波中,常使较少的线性滤波操作作用在大的模板上,而线性滤波器输出的中值就是混合滤波器的最终输出 1. 组合滤波器 线性滤波器消除高斯噪声 中值滤波器消除椒盐噪声 *章毓晋 (TH-EE-IE) 第*页 第2讲 章毓晋 清华大学电子工程系 100084 北京 图象工程 2.1 图象处理技术概述 2.2 图象成象过程 2.3 离散距离及扩展 2.4 图象噪声消除 图象采集:指利用一定的设备获取可输入计算机的数字图 象,这些设备主要完成根据所接受到的电磁能量产 生模拟电信号和进一步将模拟电信号转化为离散形 式两个功能 {图象合成} 图象变换:指将图象在不同空间转换的技术和过程,也可 指在图象空间对图象中目标位置形状等进行变化的 技术和过程 图象增强:指对图象进行加工,以得到对具体应用来说视 觉效果更“好”,更“有用”的图象,或者说改进 输入图象的视觉质量的技术和过程 图象恢复:基于图象退化的模型进行,即要根据图象退化 的模型和知识重建或恢复原始的图象 图象重建:指投影重建,即从一个物体的多个(轴向)投 影图重建目标图象的过程。通过投影重建可以直接 看到原来被投影物体某种特性的空间分布 图象编码:指对图象进行加工,采用新的表达方法以减小 表示
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