数字图像处理_图像描述
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第一章基本概念1、图像:是对客观存在物体的一种相似性的生动模仿与描述。
(图像是对客观存在的物体的某种属性的平面或空间描述)2、图像分为:物理图像、虚拟图像物理图像:物质和能量的实际分布。
虚拟图像:采用数学的方法,将由概念形成的物体(不是实物)进行表示的图像。
3、图像分为:数字图像(离散的)模拟图像(连续的)4、数字图像是用数字阵列表示的图像。
数字阵列中的每一个数字,表示数字图像的一个最小单位,称为像素。
像素是组成数字图像的基本元素。
5、数字图像的表示方法:(以黑白图像为例)黑白图像可用二维函数f(x,y)表示,其中x,y是平面的二维坐标,f(x,y)表示点(x,y)的亮度值(灰度值) 。
7、数字图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。
8、低级图像处理、中级图像处理和高级图像处理。
(1)低级图像处理: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。
(2)中级图像处理:主要对图像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像的描述。
特点:输入是图像,输出是特征(如边界、轮廓及物体标识)。
(3)高级图像处理:在中级图像处理的基础上,进一步研究图像中各目标的性质和它们之间相互的联系,并得出对图像内容含义的理解(对象识别)及对原来客观场景的解释(计算机视觉)。
特点:输入是数据,输出是理解。
9、根据你自己的理解,选择一个数字图像处理的应用实例,并简单说明其中涉及的具体技术。
在用手机软件修图时,照片由模糊变清晰用的是图像增强技术、放大缩小用的是图像的几何变换技术、把某个特征提取出来用的是图像分割技术。
第二章采样量化1、黑白图像是指图像的每个像素只能是黑或者白,没有中间的过渡,故又称为2值图像。
数字图像处理基本知识数字图像处理基木知识图像处理最早出现于20世纪50年代,当时的电子计算机己经发展到一定水平,人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。
数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。
早期的图像处理的目的是改善图像的质量,它以人为对象,以改善人的视觉效果为目的。
图像处理中,输入的是质量低的图像,输出的是改善质量后的图像,常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。
数字图像处理常用方法:1)图像变换:由于图像阵列很大,直接在空间域中进行处理,涉及计算量很大。
因此,往往采用各种图像变换的方法,如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术,将空间域的处理转换为变换域处理,不仅可减少计算量,而且可获得更有效的处理(如傅立叶变换可在频域中进行数字滤波处理)。
目前新兴研究的小波变换在时域和频域中都具有良好的局部化特性,它在图像处理中也有着广泛而有效的应用。
2)图像编码压缩:图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量(即比特数),以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量。
压缩可以在不失真的前提下获得,也可以在允许的失真条件下进行。
编码是压缩技术中最重要的方法,它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术。
3)图像增强和复原:图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量,如去除噪声,提高图像的清晰度等。
图像增强不考虑图像降质的原因,突出图像中所感兴趣的部分。
如强化图像高频分量,可使图像中物体轮廓清晰,细节明显;如强化低频分量可减少图像中噪声影响。
图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解,一般讲应根据降质过程建立“降质模型”,再采用某种滤波方法,恢复或重建原来的图像。
4)图像分割:图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。
图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来,其有意义的特征有图像中的边缘、区域等,这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。
虽然目前己研究出不少边缘提取、区域分割的方法,但还没有一种普遍适用于各种图像的有效方法。
数字图像处理名词解释数字图像是由像素组成的二维矩阵,每个小块区域称为像素(pixel)。
数字图像处理是指利用数字计算机及其它数字技术,对图像进行某种运算和处理,从而达到某种预期目的的技术。
8-连通是指对于具有值V的像素p和q,如果q在集合N8(p)中,则称这两个像素是8-连通的。
灰度直方图反映了一幅图像中各灰度级像元出现的频率,是灰度级的函数,描述的是图像中该灰度级的像素个数。
直方图只反映该图像中不同灰度值出现的次数,而未反映某一灰度值像素所在位置。
直方图可用于判断图像量化是否恰当,给出了一个简单可见的指示,用来判断一幅图象是否合理的利用了全部被允许的灰度级范围。
数字图像通常有两种表示形式:位图和矢量图。
点位图由像素构成,包含不同色彩信息的像素的矩阵组合构成了千变万化的图像。
矢量图形指由代数方程定义的线条或曲线构成的图形,由许多矢量图形元素构成,这些图形元素称为“对象”。
两种图像的构成方式不同,其绘画方式也存在差别。
点位图是通过改变像素的色彩实现绘画和画面的修改,而矢量图操纵的是基本的图形(对象)。
在矢量图中,以Corel Draw为例,选择贝赛尔曲线工具,用鼠标在页面上定出一些节点,节点之间有线段,构成一个封闭图形。
用修改工具把这个图形调整圆滑。
傅里叶变换是一种将空间域中复杂的卷积运算转化为频率域中简单的乘积运算的方法,其应用主要有以下三方面:简化计算、处理空间域中难以处理或处理起来比较复杂的问题、以及实现特殊目的的应用需求。
通过傅里叶变换,可以将图像从空间域变换到频率域,利用频率域滤波或频域分析方法对其进行处理和分析,然后再将处理后的图像变换回空间域,从而实现图像的增强、特征提取、数据压缩、纹理分析、水印嵌入等效果。
对于M*N的图像f(x,y),其基矩阵的大小为M*N,也即及图像由M*N块组成。
当(x,y)取遍所有可能的值(x=0,1,2….m-1;y=0,1…n-1)时,就可得到由(M*N)*(M*N)块组成的基图像,所以其基图像大小为M平方*N平方。
第十一章 图像描述和分析灰度描述基于边界的表达基于区域的表达基于变换的表达基于边界的描述基于区域的描述纹理描述形状分析图像分析是一种描述过程,研究用自动或半自动系统,从图像中提取有用数据或信息生成非图的描述或表达。
图像分析:图像分割、特征提取、符号描述、纹理分析、运动图像分析和图像的检测与配准。
预处理图像分割特征提取分类描述符号表达识别跟踪图像理解输入图像第十一章 图像描述和分析第十一章 图像描述和分析通过图像分割可得到图像中感兴趣的区域,即目标。
图像中目标的表达/表示和描述:先需要将目标标记出来,这时主要考虑目标像素的连通性。
在此基础上,可以对目标采取合适的数据结构来表达,并采用恰当的形式描述它们的特性。
第十一章 图像描述和分析图像分割结果得到了区域内的像素集合,或位于区域边界上的像素集合,这两个集合是互补的。
与分割类似,图像中的区域可用其内部(如组成区域的像素集合)表达,也可用其外部(如组成区域边界的像素集合)表达。
一般来说,如果关心的是区域的反射性质,如灰度、颜色、纹理等,常用内部表达法;如果关心的是区域形状、曲率,则选用外部表达法。
第十一章 图像描述和分析表达是直接具体地表达目标,好的表达方法应具有节省存储空间、易于特征计算等优点。
描述是较抽象地表达目标。
好的描述应在尽可能区别不同目标的基础上对目标的尺度、平移、旋转等不敏感,这样的描述比较通用。
描述可分为对边界的描述和对区域的描述。
此外,边界和边界或区域和区域之间的关系也常需要进行描述。
第十一章 图像描述和分析表达和描述是密切联系的。
表达的方法对描述很重要,因为它限定了描述的精确性;而通过对目标的描述,各种表达方法才有实际意义。
表达和描述又有区别,表达侧重于数据结构,而描述侧重于区域特性以及不同区域间的联系和差别。
表达和描述抽象的程度不同,但其分别的界限是相对的。
第十一章 图像描述和分析对目标特征的测量是要利用分割结果进一步从图像中获取有用信息,为达到这个目的需要解决两个关键问题:选用什么特征来描述目标如何精确地测量这些特征常见的目标特征分为灰度、颜色、纹理和几何形状特征等。