数字图像处理 第1章 概论
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第一章概论1、按图像的明暗程度和空间坐标的连续性,可以分为数字图像和模拟图像。
数字图像:可用计算机存储和处理,空间坐标和灰度均不连续。
模拟图像:计算机无法直接处理,空间坐标和明暗程度连续变化。
2遥感数字图像中的像素值称为亮度值(灰度值/DN值),它的高低由传感器所探测到的地物电磁波的辐射强度决定。
2、遥感数字图像处理的主要内容包括以下三个方面:图像增强、图像校正、信息提取。
1)图像增强:用来改善图像的对比度,突出感兴趣的地物信息,提高图像大的目视解译效果,它包括灰度拉伸、平滑、锐化、滤波、变换(K—L/K—T)、彩色合成、代数运算、融合等。
图像显示:为了理解数字图像中的内容,或对处理结果进行对比。
图像拉伸:为了提高图像的对比度(亮度的最大值与最小值的比值),改善图像的显示效果。
2)图像校正(恢复/复原):为了去除和压抑成像过程中由各种因素影响而导致的图像失真。
注意:图像校正包括辐射和几何校正,前者通过辐射定标和大气校正等处理将像素值由灰度级改变为辐照度或反射率,后者利用已有的参照系修改像素坐标,使得图像能够与地图匹配或多景图像之间可以相互匹配。
3)信息提取:从校正后的遥感数据中提取各种有用的地物信息。
包括图像分割、分类等。
图像分割:用于从背景中分割出感兴趣的地物目标。
分割的结果可作为监督分类的训练区。
图像分类:按照特定的分类系统对图像中像素的归属类别进行划分。
3、遥感数字图像处理系统:硬件系统(输入、存储、处理、显示、输出),软件系统。
4、数字图像处理的两种观点:离散方法(空间域)、连续方法(频率域)2.遥感图像的获取和存储1、遥感是遥感信息的获取、传输、处理以及分析判读和应用的过程。
遥感的实施依赖于遥感系统2、遥感系统是一个从地面到空中乃至整个空间,从信息收集、储存、传输、处理到分析、判读、应用的技术体系,主要包括遥感试验、信息获取(传感器、遥感平台)、信息传输、信息处理、信息应用等5个部分。
胡学龙、许开宇编著《数字图像处理》思考题与习题参考答案第1 章概述1。
1 连续图像和数字图像如何相互转换?答:数字图像将图像看成是许多大小相同、形状一致的像素组成。
这样,数字图像可以用二维矩阵表示.将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像(连续图像)信号,再由模拟/数字转化器(ADC)得到原始的数字图像信号。
图像的数字化包括离散和量化两个主要步骤。
在空间将连续坐标过程称为离散化,而进一步将图像的幅度值(可能是灰度或色彩)整数化的过程称为量化。
1。
2 采用数字图像处理有何优点?答:数字图像处理与光学等模拟方式相比具有以下鲜明的特点:1.具有数字信号处理技术共有的特点。
(1)处理精度高。
(2)重现性能好.(3)灵活性高。
2.数字图像处理后的图像是供人观察和评价的,也可能作为机器视觉的预处理结果.3.数字图像处理技术适用面宽。
4.数字图像处理技术综合性强。
1。
3 数字图像处理主要包括哪些研究内容?答:图像处理的任务是将客观世界的景象进行获取并转化为数字图像、进行增强、变换、编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理,它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的图像。
1.4 讨论数字图像处理系统的组成.列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能。
答:如图1.8,数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的信息系统.图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。
图像处理硬件主要由图像输入设备、图像运算处理设备(微计算机)、图像存储器、图像输出设备等组成。
软件系统包括操作系统、控制软件及应用软件等。
图1。
8 数字图像处理系统结构图11。
5 常见的数字图像处理开发工具有哪些?各有什么特点?答.目前图像处理系统开发的主流工具为 Visual C++(面向对象可视化集成工具)和 MATLAB 的图像处理工具箱(Image Processing Tool box)。
两种开发工具各有所长且有相互间的软件接口。
第一章概论一、数字图像与像素数字图像是由一个个的像素(Pixel)构成的,各像素的值(灰度,颜色)一般用整数表示。
二、数字图像处理的目的1、提高图像的视觉质量。
2、提取图像中的特征信息。
3、对图像数据进行变换、编码和压缩。
三、工程三层次图像处理、图像分析和图像理解图像理解符号目标像素高层中层低层高低抽象程度数据量操作对象小大语义图像分析图像处理四、图像处理硬件系统组成图像输入设备(采集与数字化设备,如数码相机),图像处理设备(如PC机)和图像输出设备(如显示器,打印机)第二章数字图像处理基础一、图像数字化过程----采样与量化模拟图像的数字化包括采样和量化两个过程。
细节越多,采样间隔应越小。
把采样后得到的各像素的灰度值进一步转换为离散量的过程就是量化。
一般,灰度图像的像素值量化后用一个字节(8bit)来表示。
二、采样、量化与图像质量的关系采样点数越多,图像质量越好;量化级数越多,图像质量越好。
为了得到质量较好的图像采用如下原则:对缓变图像,细量化,粗采样,以避免假轮廓。
对细节化图像,细采样,粗量化,以避免模糊。
三、图像尺寸、数据量、颜色数量的计算灰度图像的像素值量化后用一个字节(8bit)来表示。
彩色图像的像素值量化后用三个字节(24bit)来表示。
一幅512X512(256K)的真彩色图像,计算未压缩的图像数据量是多少?(必考)图像总像素:512px*512px=256K总数据量:256K*3Byte=768KB一幅256X256(64K)的真彩色图像,计算未压缩的图像数据量是多少?图像总像素:256px*256px=64K总数据量:64K*1Byte=64KB四、数字图像类型二值图像、灰度图像、索引颜色图像)和真彩色图像。
五、数字图像文件的类型jpg、bmp、tif、gifJPEG采用基于DCT变换的压缩算法,为有损压缩。
六、图像文件三要素文件头、颜色表、图像数据七、读取一个图像,并将其尺寸缩小0.5倍,将缩小后的图像旋转30度。