photoshop实用教材第十八部.ppt

《photoshop实用教材第十八部.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《photoshop实用教材第十八部.ppt（39页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、主讲教师：夏倩 Email:qian_,数字图像处理,教学目的 (1)正确理解数字图像处理的基本概念和原理 (2)掌握常用的数字图像处理算法. (3)学会利用Matlab语言来对图像进行处理，并能解决一些常见的图像处理实际问题. 内容讲解 (1)本着理解、搞懂、吃透的原则，不求一知半解，不求进度，为今后的学习打好坚实的基础。 (2)注重实践教学，少讲空洞的理论。,教学目的和要求,要求大家 认真听讲，不一定要作笔记，不要死记硬背，在课堂上把学习的内容理解透，及时反映学习情况，提出学习要求，适当做好作业，大胆地进行开拓性思维，争取多实践。,教学目的和要求,引言 一、图像处理概述 二、数字图像表示

2、三、图像处理内容 四、图像处理应用,数字图像处理的三个层次 低级图像处理 内容：主要对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果、或突出有用信息，并为自动识别打基础，或通过编码以减少对其所需存储空间、传输时间或传输带宽的要求。 特点：输入是图像，输出也是图像，即图象之间进行的变换。,低级图像处理实例（图像增强）,中级图像处理 内容：主要对图象中感兴趣的目标进行检测（或分割）和测量，以获得它们的客观信息从而建立对图象的描述。 特点：输入是图象，输出是数据。,中级图像处理实例（图像分割）,高级图像处理 内容：在中级图像处理的基础上，进一步研究图象中各目标的性质和它们之间相互的联系，并得出对图象内容含义的

3、理解（对象识别）及对原来客观场景的解释（计算机视觉），从而指导和规划行动。 特点：以客观世界为中心，借助知识、经验等来把握整个客观世界。 “输入是数据，输出是理解”,高级图像处理实例（图像识别）,图像：图像是由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉实际的画面产生的数字图像。由像素点阵构成的位图。 图形：图形是用数学规则产生的或具有一定规则的图案。往往图形是用一组符号或线条来表示性质的。例如房屋设计图，我们是用线条来表现房屋的结构。 图像和图形在一定条件下可向另一方转化。 图形和图像的区别的：图形一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、任意曲线和图表等；图像则是指由输入设备捕捉的实际场景画面或以数字化

4、形式存储的任意画面。,有关图像术语,图像与图形,图像的像素 任意一幅数字图像粗看起来似乎是连续的，实际上是不连续的，它由许多密集的细小点子所组成，这些细点构成一幅图像的基本单元，称为像素。就象任何物质一样，肉眼看上去是连续的，但实质上都是由一个一个分子组成的。显然点子越多，象素越多，画面就愈清晰。下面是通常处理象素数的例子： 汉字：识别汉字1616，艺术字体128128；电视图像512512；卫星图像：32402340；合成孔径雷达：80008000；图形显示器：512512。,引言 1 图像处理概述 一、有关图像术语,图像的灰度 一幅图像中不同位置的亮度是不一样的，可用f(x,y)来表示点(

5、x,y)上的亮度。由于光是一种能量形式，故亮度非负有限的（0f(x,y)）。 在图像处理中常用灰度和灰度级这个名称。它的含义是：图像中坐标(x,y）点的亮度称为该点的灰度或灰度级。设灰度为L，则：0LLmax-1。 这里，L为数字图像中每个像素所具有的离散灰度级数.,引言 1 图像处理概述 一、有关图像术语,图像中的比特 在计算机处理中，为便于处理，通常将象素取成等边长，且象素数与灰度级取成2的幂次方。如512512象素，灰度级0,2N。这里N称为比特，对于8比特的图像，共有256个灰度级。（比特来源于计算机中的位） 通常显示一幅供人观看的图像，6比特就基本够了。,引言 1 图像处理概述 一、

6、有关图像术语,图像信息 图像信息是人类获得外界信息的主要来源。大约有70的信息是通过人眼获得的。近代科学研究、生产活动等各个领域越来越多地用图像信息来认识和判断事物，解决实际问题。 获取图像信息固然重要，但我们的目的更主要的是将信息进行处理，在大量复杂的图像信息中找出我们感兴趣的信息。所谓图像处理，就是对图像信息进行加工处理，以满足视觉或应用上的需要。因此，从某种意义上来说，对图像信息的处理对图像本身更为重要。,引言 1 图像处理概述 二、图像处理分类,引言 1 图像处理概述 一、有关图像术语 二、图像处理分类 2 数字图像表示,按灰度分类：二值、多灰度 前者是只有黑色和白色两种像素组成的图像

7、。后者含有从白逐步过渡到黑的一系列中间灰度级。按照应用不同，多灰度图像可以有各种不同的灰度层次。 按色彩分类：单色、彩色 前者指只有某一谱段的图像，一般为黑白图像。彩色图像包括真彩色图像、合成彩色图像、伪彩色图像、假色彩图像等。 按运动分类：静态、动态 前者包括静止图像和凝固图像。凝固图像是动态图像中的一帧。动态图像又称为运动图像，动态图像实际上由一组静态图像按时间有序排列所组成。 按时空分布分类：二维、三维 前者是平面图像，后者是立体图像。,图像类别,图像表达式 完整描述图像，可以用式子： I=f(x,y,z,t) 表示一个立体的、彩色的活动图像。还有： 对于静止图像，则表示为f(x,y,z

8、,)； 对于平面图像，则表示为f(x,y,)； 对于单色图像，则表示为f(x,y)。,引言 1 图像处理概述 一、有关图像术语 二、图像处理分类 2 数字图像表示 一、图像模型,矩阵表示法 对于NN象素组成的图像，可以用矩阵来表示： 若对于NN象素的彩色图像，可以用三个矩阵表示： FRNN、FGNN、FBNN。,引言 1 图像处理概述 一、有关图像术语 二、图像处理分类 2 数字图像表示 一、图像模型 二、表示方法,数组表示法 在MATLAB语言中，可以这样描述： N=256; for j=1：M for i=1:N 对A(i,j)进行处理、运算 end end,引言 1 图像处理概述 一、有

9、关图像术语 二、图像处理分类 2 数字图像表示 一、图像模型 二、表示方法,(1)二进制图像 在一幅二进制图像中，每一个像素将取两个离散数值（0或1）中的一个。二进制图像使用uint8或双精度类型的数组来存储。 (2)索引图像 索引图像是一种把像素直接作为RGB调色板下标的图像。在MATLAB中，索引图像包含一个数据矩阵X和一个颜色映射（调色板）矩阵map。数据矩阵可以是unit8、unit16或双精度类型的。颜色映射矩阵map是一个m3的数据阵列，其中每个元素的值均为0,1之间的双精度浮点型数据，map矩阵中的每一行分别表示红色、绿色和蓝色的颜色值。索引图像可把像素的值直接映射为调色板数值，

10、每个像素的颜色通过使用X的像素值作为map的下标来获得，如值1指向map的第一行，值2指向第二行，以此类推。,MATLAB图像类型,(3)灰度图像 灰度图像通常由一个unit8、unit16或双精度类型的数组来描述，其实质是一个数据矩阵。该矩阵中的数据均代表了在一定范围内的灰度级，每一个元素对应于图像的一个像素点，通常0代表黑色，1、255或65535（针对不同的存储类型）代表白色。 (4)多帧图像 多帧图像是一种包含多幅图像或帧的图像文件，又称为多页图像或图像序列，主要用于需要对时间或场景上相关图像集合进行操作的场合。例如，磁谐振图像切片或电影帧等。在MATLAB中，它是一个四维数组，其中第

11、四维用来指定帧的序号。,MATLAB图像类型,(5)RGB图像 RGB图像又称为真彩图像，它是利用R、G、B三个分量表示一个像素的颜色，R、G、B分别代表红、绿、蓝三种不同的基本颜色，通过三基色可以合成出任意颜色。所以对一个尺寸为MN的真彩图像来说，在MATLAB中则存储为一个MN 3的多维数据矩阵。RGB图像不使用调色板，每一个像素的颜色直接由存储在相应位置的红、绿、蓝颜色分量的组合来确定。每个像素的三个颜色分量都存储在矩阵的第三维中，如坐标(16, 36)处的红、绿、蓝颜色值分别保存在元素(16, 36, 2)、(16, 36, 4)和(16, 36, 6)中。,MATLAB图像类型,25

12、6256 128128 64 64,图像空间分辨率变化的典型效果,32 32,空间分辨率可以辨别最小细节。,空间分辨率和灰度级分辨率是数字图像的两个重要指标。,L=16 L=8 L=4,图像灰度分辨率变化的典型效果,L=2,灰度级分辨率是指在灰度级别中可分辨的最小变化。,信息量大 以数目较少的电视图像为例，它一般是由512512个象素、8比特组成，其总数据量为51251282097152比特262144字节256K。 这样大的数据量必须由计算机处理才易胜任，且计算机内存容量要大。为了运算方便常需要几倍的内存。,引言 1 图像处理概述 一、有关图像术语 二、图像处理分类 2 数字图像表示 一、图

13、像模型 二、表示方法 3 图像处理内容 一、数字图像特点,占用频带宽 一般语言信息（如电话、传真、电传、电报等）的带宽仅4KHz左右，而图像信息所占用频率的带宽要大三个数量级。如普通电视的标准带宽是6.5MHz，等于语言带宽的十四倍。所以在摄影、传输、存储、处理、显示等各环节的实现上技术难度大，因而对频带的压缩技术的要求是很迫切的。,引言 1 图像处理概述 一、有关图像术语 二、图像处理分类 2 数字图像表示 一、图像模型 二、表示方法 3 图像处理内容 一、数字图像特点,相关性大 每幅图像中不仅相邻象素之间是很不独立的，具有很大的相关性，有时大片大片的象素间具有相同或接近的灰度。 再如电视画

14、面而言，前后两幅图像其相关系数往往在0.95以上，因此压缩图像信息的潜力很大。,引言 1 图像处理概述 一、有关图像术语 二、图像处理分类 2 数字图像表示 一、图像模型 二、表示方法 3 图像处理内容 一、数字图像特点,非客观性 图像信息的最终接受器是人的视觉系统。由于图像信息和视觉系统都十分复杂，它与环境条件、视觉特性、情绪、精神状态、知识水平都有关。（例如航空照片判读）因此要求图像系统与视觉系统有良好的“匹配”，所以必须研究图像的统计规律和视觉特征。,引言 1 图像处理概述 一、有关图像术语 二、图像处理分类 2 数字图像表示 一、图像模型 二、表示方法 3 图像处理内容 一、数字图像特

15、点,数字图像处理的基本内容 1 图像获取 图像数字化即图像采样和量化，是指把连续的图像信号变为离散的数字信号，以适应计算机的处理。 举例：摄像机+图像采集卡、数码相机等。,2 图像增强 显示图像中被模糊的细节，或是突出图像中感兴趣的特征。,3 图像复原 图像复原是尽可能恢复图像的本来面貌，是对图像整体而言，而且在复原处理时，往往必须追求降质原因，以便“对症下药”，而增强往往是局部。,4 图像压缩 把数字化的图像数据按一定规则进行排列或运算过程，称为图像编码。利用图像本身的内在特性，通过某种特殊的编码方式，达到减少原图像数据时空占用量的处理叫做图像压缩编码。 减小图像的存储量，或者在图像传输时降

16、低带宽。,5 图像分割 将一幅图像划分为几个组成部分或分割出目标物体。,6 形态学处理 利用数学形态学对图像进行处理。,膨胀操作实例,7 图像隐藏 指图像信息的隐藏。,保密通信中的应用,8 图像的重建 它是对一些三维物体，应用x射线、超声波等物理方法，取得物体内部结构数据，再将这些数据进行运算处理而构成物体内部某些部位的图像。 目前图像重建最成功的例子是CT技术（计算机断层扫描成像技术）、彩色超声波等。,我国数字人体研究,数字图像处理的应用实例,图像处理有什么用？ 1、生物特征识别 基于生理特征的身份识别：指纹、人脸、虹膜等。 基于行为特征的身份识别：步态、语音等。 可以用于安保、视频监控等。 、质量检测（例如：零件、水果等）,引言 1 图像处理概述 一、有关图像术语 二、图像处理分类 2 数字图像表示 一、图像模型 二、表示方法 3 图像处理特点 图像处理内容 图像处理应用实例,、光学字符识别 印刷体识别（例如：扫描识别软件） 手写体识别（例如：手机手写字符识别） 、医学图像处理（例如：、超） 、航天与军事应用 例如： 农作物产量评估、巡航导弹末端视觉制导、飞机识别等,、图像检索 例如：网上图像搜索引擎、专利图像检索等。 、图像版权保护 、图像保密通信,图像处理不是科学，是艺术。 （图像处理的关键问题：深刻领悟图像对象的特点，根据对象的本质特征选用针对性的图像处理方案）,