《深入浅出数字图像处理》课件.ppt

深入浅出数字图像处理本课程将带领您深入了解数字图像处理的核心概念，从基础理论到实践应用，涵盖图像增强、边缘检测、形态学操作、图像分割、压缩、特征提取、识别等多个方面，旨在帮助您掌握图像处理的基本原理和常见算法，并能够将这些技术应用于实际问题解决。

课程概述与学习目标本课程将带领您深入了解数字图像处理的核心概念，从基础理论到实践应用，涵盖图像增强、边缘检测、形态学操作、图像分割、压缩、特征提取、识别等多个方面。通过学习，您将能够：

1.理解图像处理的基本原理和概念。

2.掌握图像处理的常见算法和技术。

3.应用图像处理技术解决实际问题。

什么是数字图像处理数字图像处理是利用计算机对图像进行分析、处理和操作的技术，它广泛应用于各个领域，包括医学影像、工业自动化、安全监控、娱乐和艺术等。本课程将深入探讨图像处理的原理和方法，帮助您理解图像处理技术的核心思想和应用场景。

数字图像的基本概念图像由像素组成的二维矩阵，每个像素代表图像中一个点的颜色和亮度信息。像素图像的基本单位，是图像中最小的不可分割的元素。分辨率图像中像素的密度，通常用水平和垂直方向的像素数量来表示。色彩空间用于描述和表示颜色的系统，如RGB、HSV、CMYK。

像素与分辨率详解像素是图像的最小组成单位，通常由一个或多个字节表示，每个字节代表一个像素的亮度或颜色值。每个像素代表图像中一个点的颜色和亮度信息。图像的分辨率是指图像中像素的密度，它决定了图像的清晰度。分辨率越高，图像中的像素数量越多，图像就越清晰。通常用水平和垂直方向的像素数量来表示，例如1920x1080表示图像水平方向有1920个像素，垂直方向有1080个像素。

图像存储格式介绍1图像存储格式是指将图像数据存储到计算机文件中的方式。不同的格式使用不同的压缩算法和颜色模型，影响图像文件大小和质量。2常见的图像文件格式包括：

1.位图格式(BMP):未压缩格式，文件较大，但保留所有图像信息。

2.联合图像专家组格式(JPEG):有损压缩格式，文件较小，但会损失部分图像信息。33.可移植网络图形格式(PNG):无损压缩格式，文件大小介于BMP和JPEG之间，保留所有图像信息，支持透明度。44.图形交换格式(GIF):支持动画和透明度，但只支持256种颜色，文件较小。

常见图像文件格式比较格式压缩方式颜色模型透明度应用场景BMP无损RGB否保存原始图像信息JPEG有损RGB否网络图片、照片PNG无损RGB、索引色是网页图片、图标GIF有损索引色是动画、图标

色彩理论基础色彩理论是数字图像处理的基础，它解释了颜色是如何产生的、如何混合和如何感知的。颜色模型是将颜色进行数字化表示的系统，不同的颜色模型在不同的应用场景中具有不同的优势。

RGB色彩模型红色红色是三原色之一，代表光谱中波长较长的光线。绿色绿色也是三原色之一，代表光谱中波长居中的光线。蓝色蓝色是三原色之一，代表光谱中波长较短的光线。RGB色彩模型是计算机显示器中最常用的颜色模型，它将颜色表示为红、绿、蓝三种颜色的组合。每个颜色分量可以用0-255之间的数值表示，例如(255,0,0)代表红色，(0,255,0)代表绿色，(0,0,255)代表蓝色。

HSV色彩空间色调(Hue)颜色的基本属性，对应色环上的位置。1饱和度(Saturation)颜色的纯度，表示颜色中灰色的比例。2明度(Value)颜色的亮度，表示颜色中黑色的比例。3HSV色彩空间是基于人眼对颜色的感知而设计的，它将颜色分解为色调、饱和度和明度三个分量。HSV色彩空间更直观地反映了人类对颜色的感知，在图像处理中常用于颜色分割、颜色识别等应用。

CMYK与印刷色彩CMYK色彩模型主要用于印刷，它将颜色表示为青色(Cyan)、品红色(Magenta)、黄色(Yellow)和黑色(Key)四种颜色的组合。CMYK色彩模型的每个颜色分量用0-100%的数值表示，数值越大，该颜色比例越高。例如，(100%,0%,0%,0%)代表青色，(0%,100%,0%,0%)代表品红色。与RGB模型不同的是，CMYK模型使用油墨进行颜色混合，油墨的混合方式与光线的混合方式有所不同，因此CMYK模型中的颜色与RGB模型中的颜色对应关系较为复杂。另外，由于印刷过程中油墨会相互渗透，导致颜色出现偏差，因此CMYK模型还需要进行颜色校准。

图像直方图概念图像直方图是表示图像中灰度级分布的统计图形。它将图像中每个灰度级出现的频率绘制成一个直方图，横轴表示灰度级，纵轴表示该灰度级出现的频率。直方图可以反映图像的亮度、对比度和颜色分布等信息，在图像处理中常用于图像增强、分割等应用。

直方图均衡化