数据科学技术与应用——基于Python实现（第2版）课件 8-图像数据处理.pdf

图像数据处理

图像数据处理

•图像是人类获取信息、表达信息和传递信息的

重要手段

•早期：使用计算机绘制图像，建立三维模型

•人工智能技术发展，计算机开始试图自动识别

图像的内容

•手写数字识别

•车牌识别

•人脸识别

•……

数字图像

•将图像进行数字化

•使用给定大小的网格将连续图像离散化，

像素也被用来表示整

•每个小方格（像素）被记录为一种颜色幅图像的网格数，如

•颜色矩阵表示数字图像640×480

同样大小的图像，像

•像素（Pixel）素越大越清晰

•数字图像的最小单位

•每个像素具有横和纵位置坐标，以及颜色值

（a）灰度图像（b）图像局部（16×8）像素图图像局部（16×8）的像素矩阵

数字图像类型（1）

•二值图像

•像素矩阵由0、1两个值构成，

•“0”代表黑色，“1”代白色，用1位二进制表示

•通常用于文字、线条图的扫描识别（OCR）和

掩膜图像的存储

•灰度图像

•灰度图像矩阵元素的取值范围通常为[0，255]

•“0”表示纯黑色，“255”表示纯白色，中间

的数字从小到大表示由黑到白的过渡色

•用8位二进制表示

•二值图像可以看成是灰度图像的特例

数字图像类型（2）

•RGB彩色图像

•每个像素的颜色表示为：红（R）、绿（G）和蓝

（B）三原色组合

•图像用3个M×N的二维矩阵

•每个矩阵分别存放一个颜色分量，取值范围在[0，255]，

表示该原色在该像素的深浅程度

•每个像素的颜色使用3×8bit表示，也被称为24位图。

•图像压缩

•直接存储数字图像的二维矩阵存储非常大，通常

将原始数据压缩后进行存储

•常用格式

•BMP、JPEG、TIF、GIF、PNG等

数字图像处理（1）

•图像变换（GeetricaIagePrcessig）

•几何变换

•坐标变换，图像的放大、缩小、旋转、移动，多个

图像配准，全景畸变校正，扭曲校正，周长、面积、

体积计算等

•空间变换

•傅里叶变换、离散余弦变换，小波缓缓将图像从时

域变换到频域

•图像增强和复原（IageEhaceet

Restrati）

•目的：提高图像的质量

•方法：去除噪声，提高图像的清晰度

数字图像处理（2）

•图像重建（IageRecstructi）

•通过物体外部测量的数据经数字化处理获得物

体的三维形状信息

•投影重建、明暗恢复形状、立体视觉重建和激

光测距重建

•图像编码（IageEcdig）

•利用图像的统计特性、人类视觉生理学及心理

学特性对图像数据进行编码