第二章图像的基本概念

函数与图像的基本概念与性质一、函数的概念与性质1.函数的定义：函数是两个非空数集A、B之间的对应关系，记作f：A→B。

2.函数的性质：（1）一一对应：对于集合A中的任意一个元素，在集合B中都有唯一的元素与之对应。

（2）自变量与因变量：在函数f中，集合A称为函数的定义域，集合B称为函数的值域。

对于定义域中的任意一个元素x，在值域中都有唯一的元素y与之对应，称为函数值。

（3）函数的单调性：若对于定义域中的任意两个元素x1、x2，当x1<x2时，都有f(x1)<f(x2)，则称函数f在定义域上为增函数；若对于定义域中的任意两个元素x1、x2，当x1<x2时，都有f(x1)>f(x2)，则称函数f在定义域上为减函数。

3.函数的分类：（1）线性函数：形如f(x)=ax+b（a、b为常数，a≠0）的函数。

（2）二次函数：形如f(x)=ax²+bx+c（a、b、c为常数，a≠0）的函数。

（3）分段函数：形如f(x)={g1(x), x∈D1}{g2(x), x∈D2}的函数，其中D1、D2为定义域的子集，且D1∩D2=∅。

二、图像的概念与性质1.函数图像的定义：函数图像是指在平面直角坐标系中，根据函数的定义，将函数的定义域内的每一个点（x, f(x)）连接起来形成的图形。

2.函数图像的性质：（1）单调性：增函数的图像呈上升趋势，减函数的图像呈下降趋势。

（2）奇偶性：若函数f(-x)=-f(x)，则称函数f为奇函数；若函数f(-x)=f(x)，则称函数f为偶函数。

奇函数的图像关于原点对称，偶函数的图像关于y轴对称。

（3）周期性：若函数f(x+T)=f(x)，则称函数f为周期函数，T为函数的周期。

周期函数的图像具有周期性。

（4）拐点：函数图像在拐点处，曲线的斜率发生改变。

三、函数与图像的关系1.函数与图像的相互转化：通过函数的解析式，可以在平面直角坐标系中绘制出函数的图像；同时，根据函数图像的形状，可以反推出函数的解析式。

数字图像处理知识点总结第二章：数字图像处理的基本概念2.3 图像数字化数字化是将一幅画面转化成计算机能处理的数字图像的过程。

包括：采样和量化。

2.3.1、2.3.2采样与量化1.采样：将空间上连续的图像变换成离散点。

（采样间隔、采样孔径）2.量化：采样后的图像被分割成空间上离散的像素，但是灰度是连续的，量化就是将像素灰度转换成离散的整数值。

一幅数字图像中不同灰度值的个数称为灰度级。

二值图像是灰度级只有两级的。

（通常是0和1）存储一幅大小为M×N、灰度级数为G的图像所需的存储空间：（bit）2.3.3像素数、量化参数与数字化所得到的数字图像间的关系1.一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分辨率低，质量差，严重时会出现国际棋盘效应。

采样间隔越小，所的图像像素数越多，空间分辨率高，图像质量好，但是数据量大。

2.量化等级越多，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，质量变差，但数据量小。

2.4 图像灰度直方图2.4.1定义灰度直方图是反映一幅图像中各灰度级像素出现的频率，反映灰度分布情况。

2.4.2性质（1）只能反映灰度分布，丢失像素位置信息（2）一幅图像对应唯一灰度直方图，反之不一定。

（3）一幅图像分成多个区域，多个区域的直方图之和是原图像的直方图。

2.4.3应用（1）判断图像量化是否恰当（2）确定图像二值化的阈值（3）物体部分灰度值比其他部分灰度值大的时候可以统计图像中物体面积。

（4）计算图像信息量（熵）2.5图像处理算法的形式2.5.1基本功能形式（1）单幅->单幅（2）多幅->单幅（3）多幅/单幅->数字或符号2.5.2图像处理的几种具体算法形式（1）局部处理（邻域，如4-邻域，8-邻域）（移动平均平滑法、空间域锐化等）（2）迭代处理反复对图像进行某种运算直到满足给定条件。

（3）跟踪处理选择满足适当条件的像素作为起始像素，检查输入图像和已得到的输出结果，求出下一步应该处理的像素。

第二章基本概念贾永红武汉大学第二章讲解内容1. 图像数字化概念、数字化参数对图像质量的影响、数字化器性能评价2. 图像灰度直方图的基本概念、计算、性质及其应用3.数字图像处理算法形式与数据结构4.图像图像文件格式与特征重点：图像数字化、图像灰度直方图和图像文件BMP格式难点：图像数字化、直方图应用、图像分层结构数据教学法：灵活应用示例法、启发式、提问法等目的：1. 熟悉本章基本概念和图像处理算法形式，了解图像的特征；2.重点掌握图像数字化图像灰度直方图的基本概念及应用、2.2 成象模型3-D客观场景到2-D成像平面的中心投影。

物方点空间坐标与对应的像方点坐标满足几何透视变换关系（共线条件）。

f(x，y)---理想成像面坐标点（x，y）的亮度i(x，y)---照度分量r(x，y)---反射分量，则f(x，y)＝i(x，y)×r(x，y)其中：0< i(x，y)< ∞ ，0 <r(x ，y)<12.3图像数字化图像数字化是将一幅画面转化成计算机能处理的形式——数字图像的过程。

模拟图像数字图像正方形点阵具体来说，就是把一幅图画分割成如图2.3.1所示的一个个小区域（像元或像素），并将各小区域灰度用整数来表示，形成一幅点阵式的数字图像。

它包括采样和量化两个过程。

像素的位置和灰度就是像素的属性。

2.3.1采样将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。

采样间隔和采样孔径的大小是两个很重要的参数。

当对图像进行实际的抽样时，怎样选择各抽样点的间隔是个非常重要的问题。

关于这一点，图像包含何种程度的细微的浓淡变化，取决于希望忠实反映图像的程度。

不同形状的采样孔径2.3.2量化经采样图像被分割成空间上离散的像素，但其灰度是连续的，还不能用计算机进行处理。

将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫量化。

表示像素明暗程度的整数称为像素的灰度级（或灰度值或灰度）。

一幅数字图像中不同灰度级的个数称为灰度级数，用G表示。

Photoshop基础学习教程教案PPT 初学者入门第一章：Photoshop概述1.1 课程目标：了解Photoshop的基本概念、界面组成和基本操作。

1.2 教学内容：1.2.1 Photoshop的定义和发展历程1.2.2 Photoshop的界面组成1.2.3 图像的基本概念和基本操作1.3 教学方法：讲解、演示、实践。

1.4 教学资源：PPT、Photoshop软件。

第二章：图像编辑2.1 课程目标：掌握图像的基本编辑技巧，包括裁剪、旋转、变换等。

2.2 教学内容：2.2.1 图像的裁剪和选择2.2.2 图像的旋转和翻转2.2.3 图像的变形和变换2.3 教学方法：讲解、演示、实践。

2.4 教学资源：PPT、Photoshop软件。

第三章：图层的基本操作3.1 课程目标：熟悉图层的概念，掌握图层的基本操作方法。

3.2 教学内容：3.2.1 图层的概念和作用3.2.2 图层的创建、删除和隐藏3.2.3 图层的复制、粘贴和合并3.3 教学方法：讲解、演示、实践。

3.4 教学资源：PPT、Photoshop软件。

第四章：调整图像色彩4.1 课程目标：学会使用Photoshop调整图像的色彩，包括亮度、对比度、饱和度等。

4.2 教学内容：4.2.1 色彩调整的基本概念4.2.2 调整图像的亮度和对比度4.2.3 调整图像的饱和度和色相4.3 教学方法：讲解、演示、实践。

4.4 教学资源：PPT、Photoshop软件。

第五章：选择工具的使用5.1 课程目标：熟悉选择工具的概念和功能，掌握选择工具的基本操作方法。

5.2 教学内容：5.2.1 选择工具的概念和作用5.2.2 矩形选框工具、套索工具和魔术棒工具的使用5.2.3 快速选择工具和移动工具的使用5.3 教学方法：讲解、演示、实践。

5.4 教学资源：PPT、Photoshop软件。

第六章：修饰工具的使用6.1 课程目标：学习使用Photoshop的修饰工具，对图像进行细节修饰和美容处理。

图像的基本概念Keyword：数字图像处理图像通道格式1、数字图像数字图像又称数码图像或数位图像，是二维图像用像素值的表示。

在数学的领域，图像以矩阵的形式进行定义，在计算机的内存当中使用内存块来存储数字图像。

以下就是数字图像在计算内存中的存储示意图：2、像素像素又叫像元，是数字图像的基本元素。

像素在图像中有两个基本属性，像素值和坐标。

像素值对应着像素的灰度值或者颜色值，坐标对应着像素在数字图像中的位置。

3、几个重要的概念（1）、图像坐标在解析几何当中，通常我使用左下角为原点建立二维笛卡尔坐标系，但是，在数字图像中，我们通常以图像的左角为原点建立图像坐标系，对像素位置进行。

（2）、位在图像处理中我们常几位几位图像，的意是，个像素我们使用个位进行。

，灰度图像常使用8位进行存储，的个像素在内存中对应着8个位。

（3）、通道又叫颜色通道，表个像素对应着个像素值。

，8位灰度图像，就是（）通道图像，的个像素对应着个0-255的灰度值24位图像，就是3通道图像，的个像素要（R,G,B）个颜色值进行。

4、常的数字图像（1）、BMP是Bitmap（位图）的，是Windows系中的标图像格式。

（2）、GIF是Graphics Interchange Format（图形格式）的。

是常的图格式。

（3）、JPEG是常的图像格式，（Joint Photographic Experts Group）以。

JPEG的为.jpg或.jpeg。

（4）、TIFF（Tag Image File Format）是Mac中使用的图像格式，Aldus和，是存储图像的要计的。

（5）、PNG是的格式，GIF和JPG二者的点，存形式，有GIF和JPG的色式（6）、SWF、PSD、SVG、PCX、DXF、WMF。

：图像大师，。

：。

图像的基本概念1 、图像的种类：计算机的图像分为两大类，即位图图像和矢量图形。

2、位图：采用点阵方式构成图像，可以表现丰富的图像色彩，但是文件占用存储空间较大。

3 、矢量图：以数学矢量方式记录图像，适合表示色彩较少的图像，但是可以表现和保持清晰的图像曲线，缩小、放大不会失真，文件占用存储空间较小。

5、像素：位图图像是由许多个离散的点组成，它们是组成图像的基本单元，被称为像素。

6、色彩深度：指图像中可用的颜色数量，用来度量图像中有多少颜色信息可以用来显示或打印。

（在计算机中，是以位作为基本单位来存储图像数据的，所以色彩深度以“位”定义每个像素的颜色。

）7、像素尺寸：位图图像的高度与宽度的像素数目。

8、图像分辨率：指图像中单位打印长度所显示的像素数目，通常用像素/英寸（ppi）表示.9、图像在屏幕上的显示大小：取决于图像的像素尺寸、显示缩放比例、显示器尺寸、显示器分辩率设置等因素。

10、显示器/打印机分辨率：每单位显示/打印的像素点的数目，单位是：点每英寸（dpi）。

11、图像文件的大小：与像素尺寸、图像分辨率、色彩深度成正比。

12、图像的色彩模式：色彩深度给出了存储色彩的空间，如何利用存储空间的“0、1”代码的不同组合来表示色彩即色彩模式。

它是我们表示色彩的算法。

思考：在进行平面设计和处理图像时，“分辨率”的设置是越高越好吗？常见的色彩模式1、RGB模式：1-1、以色光三原色红、绿、蓝为基础建立的色彩模式。

1-2、该模式的图像以24位色彩深度来表示图像，R、G、B每种颜色的量的多少都用8位来表示；R、G、B的变化范围都是0到255，其中0表示亮度最小，255表示亮度最大；当不等量的三种色光进行叠加混合时，即可以产生自然界的各种色彩，其总量为1680万（224）种。

1-3、当三原色的值相等时，则会形成一系列的灰色，当R=G=B=0时，产生黑色；当R=G=B=255时，产生纯白色；由于颜色的形成是由3种色光混合形成的，这种呈色方式称为色光加色法。

一年级下册图像知识点总结一、认识图像1. 什么是图像图像是由光线反射或发射出来的事物本身或事物的投射到白色物质上的影子。

图像包括静物图像和动态图像。

静物图像是一个静态的物体从事物原来所在的位置，而动态图像是一个物体或物体的形状相对一定的改变。

2. 图像的种类图像分为写实图像和抽象图像。

写实图像是符合实际物体形状颜色的图像，抽象图像是艺术家根据自己的需求，故意对实在事物进行再组合，再加工后所制成的图像。

3. 图像的来源图像的来源有很多，包括自然界的物体、建筑、人物、动物等，也可以是人们创造或想象的形象。

4. 图像的特点图像有形象性、美感性、艺术性、再现性、虚实性等特点。

二、认识图像的意义1. 图像在生活中的应用图像在生活中有广泛的应用，比如平面广告、书籍装帧、家庭装饰等方面。

人们可以通过图像了解到不同的事物，增加了生活的兴趣和情趣。

2. 色彩对图像的作用色彩是图像中至关重要的构成部分，可以增加图像的美感，也可以让人们方便快捷地了解一些信息。

三、学习图像的基本技能1. 制作图像通过绘画、拼贴、雕刻等方式，学生可以制作自己的图像，从而培养学生的观察力、创造力以及动手能力。

2. 审美能力的培养教师可以通过讲解名家名作，展示经典图像，帮助学生建立良好的审美观，培养学生对图像的理解能力和欣赏能力。

3. 图像表现学生可以通过观察，理解和表达的方式，将自己对物体的认识、理解和感受，通过绘画、摄影、雕塑等方式表现出来。

四、图像的表现形式1. 平面图像平面图像是二维的图像，具有长度和宽度两个方向。

2. 立体图像立体图像是三维的图像，具有长度、宽度和高度三个方向，可以以多种角度、多个面展现事物的全貌。

3. 影像影像是通过物体向一个方向发射出的光线，然后在另一面被接收的过程，形成了物体的投射，也就是影像。

五、图像的表现手法1. 素描素描是描述物体或景物的轮廓、形状的画法。

学生可以通过提高笔触的变化、线条的粗细、重叠和交错来描绘出物体的形象。

第2章数字图像的基础知识和基本概念一、数字图像数字图像是以二进制数字组形式表示的二维图像。

利用计算机图形图像技术以数字的方式来记录、处理和保存图像信息。

在完成图像信息数字化以后，整个数字图像的输入、处理与输出的过程都可以在计算机中完成，它们具有电子数据文件的所有特性。

通常把计算机图形主要分为两大类：位图（bitmap）图像和矢量（vector）图形（如图2-1所示）。

图2-1 计算机图形的主要分类1．关于位图图像（1）概念位图图像（在技术上称作栅格图像）使用图片元素的矩形网格（像素）表现图像。

每个像素都分配有特定的位置和颜色值。

在处理位图图像时，人们所编辑的是像素。

位图图像是连续色调图像（如照片或数字绘画）最常用的电子媒介，因为它们可以更有效地表现阴影和颜色的细微层次。

（2）分辨率位图图像与分辨率有关，也就是说它们包含固定数量的像素。

因此，如果在屏幕上以高缩放比率对它们进行缩放或以低于创建时的分辨率来打印它们，则将丢失其中的细节，并会呈现出锯齿，如图2-2所示。

图2-2 不同放大级别的位图图像示例（3）特点①位图图像有时需要占用大量的存储空间。

对于高分辨率的彩色图像，由于像素之间独立，所以占用的硬盘空间、内存和显存比矢量图都大。

②位图放大到一定倍数后会产生锯齿。

位图的清晰度与像素点的多少有关。

③位图图像在表现色彩、色调方面的效果比矢量图更加优越，尤其在表现图像的阴影和色彩的细微变化方面效果更佳。

④位图的格式有bmp、jpg、gif、psd、tif、png等。

⑤处理软件：Photoshop、ACDSee、画图等。

2．关于矢量图形（1）概念矢量图形（又称矢量形状或矢量对象）是由称作矢量的数学对象定义的直线和曲线构成的。

矢量根据图像的几何特征对图像进行描述。

（2）分辨率矢量图形是与分辨率无关的，即当调整矢量图形的大小、将矢量图形打印到PostScript 打印机、在PDF文件中保存矢量图形或将矢量图形导入到基于矢量的图形应用程序中时，矢量图形都将保持清晰的边缘（如图2-3所示）。

一. 选择题1. 一幅数字图像是： ( )A 、 一个观测系统C 、一个2-D 数组中的元素提示：考虑图像和数字图像的定义2. 半调输出技术可以： ( )A 、改善图像的空间分辨率C 、利用抖动技术实现提示：半调输出技术牺牲空间分辨率以提高幅度分辨率 3. 一幅 256*256 的图像，若灰度级数为 16，则存储它所需的比特数是： (A 、 256KB 、 512KC 、 1M C 、 2M提示：表达图像所需的比特数是图像的长乘宽再乘灰度级数对应的比特数。

4. 图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于： ( )B 、图像的空间分辨率不够高造成 D 、图像的空间分辨率过高造成。

但当图像的灰度级数不够多时会产生阶跃， 图像中的虚5. 数字图像木刻画效果的出现是由于下列原因所产生的： () A 、图像的幅度分辨率过小 B 、图像的幅度分辨率过大C 、图像的空间分辨率过小D 图像的空间分辨率过大提示：图像中的木刻效果指图像中的灰度级数很少6. 以下图像技术中属于图像处理技术的是： ( )(图像合成输入是数据，图像分类输出是类别数据)A 、图像编码B 图像合成C 、图像增强D 图像分类。

提示：对比较狭义的图像处理技术，输入输出都是图像。

解答： 1.B 2.B 3.A 4.A 5.A 6.AC二. 简答题1. 数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的4 种。

2. 什么是图像识别与理解？3. 简述数字图像处理的至少 3 种主要研究内容。

4. 简述数字图像处理的至少 4 种应用。

5. 简述图像几何变换与图像变换的区别。

解答:1. ①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。

主要包括采样和量化两个过程。

②图像 增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图像的可观 察性。

③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。

④图像变换：通过数学映射的方法， 将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。

Photoshop基础学习教程教案第一章：Photoshop简介1.1 课程目标了解Photoshop的基本概念和功能熟悉Photoshop的工作界面和基本操作1.2 教学内容Photoshop的基本概念和功能Photoshop的工作界面图像的基本概念和基本操作1.3 教学步骤1. 引入话题：介绍Photoshop的重要性和应用领域。

2. 讲解Photoshop的基本概念和功能。

3. 演示Photoshop的工作界面和基本操作。

4. 练习：学生自主操作，熟悉Photoshop的工作界面和基本操作。

第二章：图像的基本操作2.1 课程目标掌握图像的基本操作，包括选择、移动、缩放、旋转和裁剪等。

2.2 教学内容选择工具的使用移动、缩放和旋转图像裁剪图像2.3 教学步骤1. 引入话题：介绍图像的基本操作的重要性。

2. 讲解选择工具的使用，包括矩形选框、套索和魔术棒等。

3. 演示移动、缩放和旋转图像的操作。

4. 讲解裁剪图像的方法和技巧。

5. 练习：学生自主操作，掌握选择工具和图像基本操作。

第三章：图层的基本操作3.1 课程目标掌握图层的基本操作，包括创建、隐藏、显示、复制、删除和调整顺序等。

3.2 教学内容图层的概念和作用图层的创建、隐藏、显示和删除图层的复制和调整顺序3.3 教学步骤1. 引入话题：介绍图层的概念和作用。

2. 讲解图层的创建、隐藏、显示和删除操作。

3. 演示图层的复制和调整顺序的操作。

4. 练习：学生自主操作，掌握图层的基本操作。

第四章：色彩的基本调整4.1 课程目标掌握色彩的基本调整方法，包括色阶、亮度和对比度等。

4.2 教学内容色阶调整亮度和对比度调整色彩平衡调整4.3 教学步骤1. 引入话题：介绍色彩调整的重要性。

2. 讲解色阶调整的方法和技巧。

3. 演示亮度和对比度调整的操作。

4. 讲解色彩平衡调整的方法和技巧。

5. 练习：学生自主操作，掌握色彩的基本调整方法。

第五章：文字的添加和编辑5.1 课程目标掌握文字的添加和编辑方法，包括字体、大小、颜色和位置等。

电子图像原理知识点总结一、数字图像的基本概念1.1 像素像素是构成图像的基本单元，它是图像中最小的可以表示颜色或亮度的点。

每个像素都有其特定的颜色或亮度数值，这些数值可以通过数字来表示。

像素的密度称为分辨率，分辨率越高表示图像中包含的像素数目越多，图像的细节和清晰度也会越高。

1.2 色彩模式图像的色彩模式定义了图像中颜色表示的方式。

常见的色彩模式包括RGB、CMYK、灰度等。

RGB色彩模式将颜色表示为红、绿、蓝三原色的组合，CMYK色彩模式常用于印刷行业，将颜色表示为青、洋红、黄、黑四种油墨的组合。

灰度色彩模式表示图像中的颜色只有黑白两种。

1.3 图像格式图像格式定义了图像数据的存储方式，常见的图像格式包括JPEG、PNG、BMP等。

不同的图像格式有不同的压缩算法和数据存储方式，它们适用于不同的应用场景。

二、图像的捕获原理2.1 光学成像图像的捕获过程通常是通过光学设备完成的，例如数码相机、摄像机等。

当光线经过镜头和光学元件后，会在光敏元件上形成一个光学投影，这个投影就是图像的原始数据。

不同的光学设备有不同的成像原理和参数，这些参数会影响到图像的质量和清晰度。

2.2 光敏元件光敏元件是图像捕获的核心部件，它们负责将光学投影转换为电信号。

常见的光敏元件包括CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器。

它们都可以将光信号转换为电信号，并且可以通过控制单元进行信号处理和输出。

2.3 像素数组在光敏元件上，像素被排列成一个二维数组，并且每个像素对应一个光敏单元。

当光线投影到光敏元件上时，不同位置的光线会激发相应位置的光敏单元，从而生成对应位置的电信号。

这些电信号经过采样和量化后就得到了数字图像的数据。

三、图像的处理原理3.1 采样和量化采样是指将连续的光信号转换为离散的电信号，量化是指将模拟信号转换为数字信号。

采样和量化的参数会影响图像的分辨率和色彩深度，采用适当的采样和量化参数可以保证图像数据的准确性和完整性。