《图像处理基础》教学设计
一、设计思想
虽然学生对图像处理很感兴趣，但对于图像处理的基本概念知之甚少，如分辨率、位图和矢量图、颜色、图形与图像、文件格式等抽象的知识模糊不清，也疲于学习，所以将概念具体化、形象化是这堂课的目标之一。因此在内容的处理上可运用“对比教学”法，从学生的实际出发，从学生的兴趣出发，以具体的“图像”为事实依据，让学生不断地对比学习，不断地将抽象的问题逐步消化。根据教学内容，选用合适的图像素材，对比不同分辨率的不同效果以及不同格式的图像文件的大小及效果。
二、教材分析
1、要求了解图像处理的基本知识，加深对像素、分辨率等概念的理解。
2、学习图像的基本知识，才能了解图像的本质，也是图像处理和编辑的基础，也为后面的学习奠定基础。
三、学情分析
学生对图像有一定的感性认识，但对图像的实质并不了解。教学中可以通过实例加深学生对图像基本概念的了解。位图和矢量图、像素、分辨率等概念是学生学习的难点。
四、教学目标
五、重点难点
六、教学策略与手段
采用任务驱动法、对比教学法、合作探究法引导学生参与思考，上机实践，化抽象为具体，有效地突出重点，突破难点。
七、课前准备
1、精选图像素材，准备不同格式的图像文件，不同分辨率的图像文件，并对几张图片作特殊处理。
2、准备拓展提高的阅读材料，如计算位图文件大小，供学有余力的学生学习。
八、教学过程
（一）引入
随着计算机技术的发展，多媒体计算机技术的成熟，图像处理技术在社会中扮演着越来越重要的角色，其应用领域十分广阔，涉及照片处理，电脑插画与绘画，平面设计、动画制作等多项领域。学习图像处理技术首先必须了解数字图像的基本原理和基础知识，理解数字图像构成的基本单位、原理、位图与矢量图的区别，常见的数字图像格式，为后续学习打基础。
呈现学习目标：
(1) 了解数字图像的基本原理(2) 了解图像与图形的区别(3) 了解获取和保存图像的常用方法(4) 了解常见的图像格式，学会用软件转换图像格式
（二）对比教学，任务驱动
1、位图与矢量图的区别（涉及位图、矢量图、像素、分辨率等概念）
任务：首先，学生打开一副图片，放大，再放大……观察有什么现象（学生也可在教师引导下截屏，在PS中放大，再放大……观察现象）。接着学生在Word或PPT中插入“剪贴画”（wmf文件），放大，再放大……观察现象。
两者有什么不同？
通过对比操作，学生得出结论：前者放大后变模糊，分割成了一个个小方块；后者没有变模糊，反而越来越清晰。
教师边引导边课件展示：在计算机中，“图画”分为“图像”和“图形”。图像指的是“位图”，图形指的是“矢量图”。位图是由许多像小方块一样的“像素（pixels）”组成的，放大后变模糊；矢量图用矢量表示图的轮廓，用数学公式描述图形元素的形状和大小，对矢量图进行放大、旋转、拉伸都不会变形。
你们觉得这两张图像哪张是位图，哪张是矢量图呢？
学生通过比较很自然地判断出结果。教师可乘机设问：那位图中的一个个小方块又是什么呢？边引导边讲解像素和分辨率的概念，（可用马赛克、十字绣等例子，引导学生建立“图像单位”的概念。然后引向数字图像中的像素概念。可增加体验活动：PS中，“滤镜”—“像素化”—“马赛克”。）同时课件展示，供学生阅读：（1）像素——位图图像中像小方块一样的彩色的点，是描述图像的最小单位，在图像中以行和列的形式排列。如1024×768的图像，在水平方向上每行有1024个像素，在垂直方向中每列有768个像素。（2）分辨率——单位长度（或面积）上的像素数。描述分辨率的单位有ppi（像素每英寸）、dpi（点每英寸）等，前者用于显示领域，后者用于打印领域。1英寸约等于2.54厘米。如300x300ppi分辨率，表示水平方向与垂直方向上每英寸长度上的像素数都是300，也可表示为一平方英寸内有9万个像素。
（在课堂中教师可以通过展示不同密度的十字绣，马赛克拼贴艺术等，或建议学生观察生活中的高清和非高清电视画面，比对街头电子大屏和高清电视的画面清晰度，通过对比，让学生感受到，如果像素多图像画面更加细腻，图像细节信息更多。）体验活动1：可让学生利用PS软件，在教师指导下查看图像的分辨率，修改，并观看效果，当分辨率小到一定程度时，甚至可以让学生数一数，水平和垂直方向上各有多少像素，让学生用这种体验的方式来了解分辨率。
增加体验活动2：PS中，“滤镜”——“纹理”——“马赛克拼贴”。
小结：(阅读)位图与矢量图比较
（设计意图：让学生通过图图比较的实践操作，仔细观察，从而得出位图与矢量图
的本质区别及概念，并粗略了解了像素和分辨率的概念。）
2、分辨率与图像的关系
任务：教师提供两张内容相同的图片（但分辨率不同），学生了解两图像的分辨率、
存储容量分别是多少？（查看其属性）分别把这两张图像作为桌面背景，拉伸，观察有
什么不同，说明了什么？
通过对比操作，得出结论：颜色相同的两位图，分辨率越高，图像越清晰，所占存
储空间越大（课件展示）。
（设计意图：通过对相同颜色不同分辨率的两图像比较操作，得出分辨率是影响图
像质量的重要要素之一。）
3、图片的格式及其转换
任务：常见的格式bmp、jpeg、tiff、gif（学生知道多少?）。教师讲解有损、无损
压缩与不压缩的区别。教师提供相同内容的不同格式的文件（注意扩展名）。
体验活动：指导学生利用Photoshop软件，截屏（掌握多种方法）粘贴至画布中，
并保存成不同格式的图像，进行文件大小和效果的比对。（以便今后合理选用图像格式。）
提示：图像格式转换也可用Windows自带的“画图”程序或安装“格式工厂”、AcdSee
等软件处理。
（阅读）拓展学习：JPEG格式是目前网络上最流行的图像格式，是可以把文件压缩
到最小的格式，在 Photoshop软件中以JPEG格式储Array存时，提供13级压缩级别，以0-12级表示。其中0
级压缩比最高，图像品质最差。即使采用细节几乎无
损的10 级质量保存时，压缩比也可达 5:1。以BMP
格式保存时得到4.28MB图像文件，在采用JPG格式
保存时，其文件仅为178KB，压缩比达到24:1。经过
多次比较，采用第8级压缩为存储空间与图像质量兼
得的最佳比例。（来自“百度百科”）
体验活动：如右图，PS中保存为JPG格式时提供的图像品质选项（PS中体验有损压
缩）。
（设计意图：通过观察扩展名，了解图像主要有哪些格式，通过扩展名和容量的对比，了解图像的各种不同格式及图像压缩的一些概念和操作。）
4、(阅读，学有余力的学生学习)拓展提高
由图像分辨率和图像的色彩深度可决定图像的文件大小。
图像分辨率是指数字化图像的大小，即：用水平的像素点和垂直的像素点来表示和存储一幅图像。
色彩深度是指位图所能达到的最大颜色数。
例：长和宽分别为1024像素和768像素的24位色彩深度的图像，需要1024*768*24/8字节存储文件（约为2.25MB，数据量很大，往往采取压缩技术来减少存储空间开销）。
体验活动：“画图”程序或PS中制作bmp图像，查看bmp图像的属性，计算大小。
5、图片的获取与管理
活动方案1：学生总结获取数字图像的方法。（创作、数码拍照、扫描仪扫描、截屏、下载……其中扫描照片操作性不强）
活动方案2：教师指导学生从网络途径获取图像资料。例如教师给出主题，给出图片大小，下载数量，格式等要求。并要求学生对获取的图像进行重命名或分类归入不同文件夹。（选择操作）
（三）课堂检测（以检测的形式做小结）
1、在计算机中，“图画”分为“图像”和“图形”。图像指的是“位图”，图形指的是“矢量图”。
2、位图由一个个带颜色的“小点”组成。这些“小点”叫作“像素”，是组成位图的最小单位。
3、Windows中标准图像文件格式是BMP格式，其特点是不压缩，画质好，文件比较大。
4、数字图像格式较多，图像质量、大小各不相同。下列图像格式中，压缩率非常高、图像质量较好的是(②)。
①BMP ②JPEG ③TIFF ④GIF
5、（√）相机中的图片传输到计算机中的方法有数据线连接相机传输，或用读卡器读取相机存储卡。
6、下列有关位图的说法，正确的是(①③④)。
①位图尺寸用“分辨率”表示。分辨率指位图中像素个数。
②在计算机中将位图放得很大后，不会出现“马赛克”现象。
③位图由一个个带颜色的“小点”组成。
④分辨率越高，图像像素点越多，放大时越不容易出现马赛克。
7、下列有关矢量图的说法，正确的是(①②③)。
①只记录画面信息的关键点和颜色，以及图形类型，输出画面时才进行图形绘制。
②矢量图更适合制作规则形状的图形，如标志等。
③缺点是层次不够丰富，表现力有限。
④矢量图的最大优点是图形可以无限放大，不失真，文件信息量相对较大。
8、老照片多是纸质版，要转成数字图像再利用，可用(③④)的方法。
①截屏②录制③扫描④翻拍
9、按自己的经验说明，获取图片素材的常见方法以及优缺点。
九、教学反思
这一课时理论性内容多、强且都很抽象，如何化抽象为形象，如何穿插操作来进一步理解理论概念，如何合理安排时间，如何保持学生的学习兴趣是这堂课最大的难点。这一节课我精选图像，以“图”为事实依据，通过学生体验活动，得出图像的基本知识，从而构建知识，得到了较好的教学效果，学生投入了较高的学习热情，并在课后与老师探讨一些图像处理的其他内容，并准备回家安装格式工厂、Acdsee、Photoshop等软件。
图像处理基础知识点 1、Ps的作用：调色、修复图片、艺术创作等等 2、Ps的启动：开始>>所有程序>>ps 3、Ps的退出：关闭按钮、文件>>退出、ctrl+q 4、图像间的显示关系：窗口>>排列（层叠、水平平铺、垂直平铺、排列图标） 5、Ps：标题栏、菜单栏、属性栏、工具条（左侧可移、过去单列工具条，现在ps3单双列）、图像编辑窗口、面板组合窗口（右侧可移）、状态栏 6、1）位图图像：图像由一个一个带有颜色值的小点组成的。称这些小点为像素。图像由像素组成横向*纵向 2）矢量图像：不是由像素点组成的，例如：flash等等 7、新建文件： 1）快捷键——ctrl+n>>名称（保存的默认名称）、预设（可以将设置保存为日后使用：存储预设）、宽度（单位：像素（图像最小单位）、高度、分辨率（单位面积上像素的多少，像素越多图像越精细）、颜色模式、背景内容（背景颜色：白色、背景色、透明））>>确定2）文件>>新建 3）Ctrl并在空白处双击 8、打开文件： （资源管理器：我的电脑右键资源管理器寻找素材）1）将图像往PS中拖（可以拖动多张）2）文件>>打开 3）在空白位置双击4）ctrl+o 9、存储：文件>>存储ctrl+s 文件>>另存储为ctrl+shit+s 10、关闭图像文件：文件>>关闭Ctrl+w或ctrl+F4 窗口右上角的关闭按钮 窗口>>文档>>关闭全部：可关闭全部打开的图像 11、工具箱按Tab可以打开和关闭（右下角有黑三角证明为一个工具组）：第一组：选择、移动、裁切等第二组：修复、绘画、模糊、加深、减淡等第三组：路径的设置、文字的操作等第四组：附注工具等 12、Alt+delete:用前景色填充Ctrl+delete：用背景色填充 13、Ctrl+d:取消选区选择>>取消选区右键>>取消选区
第一章数字图像处理概论 *图像是对客观存在对象的一种相似性的、生动性的描述或写真。 *模拟图像 空间坐标和明暗程度都是连续变化的、计算机无法直接处理的图像 *数字图像 空间坐标和灰度均不连续的、用离散的数字（一般整数）表示的图像（计算机能处理）。是图像的数字表示，像素是其最小的单位。 *数字图像处理（Digital Image Processing） 利用计算机对数字图像进行（去除噪声、增强、复原、分割、特征提取、识别等）系列操作，从而获得某种预期的结果的技术。（计算机图像处理） *数字图像处理的特点（优势） （1）处理精度高，再现性好。（2）易于控制处理效果。（3）处理的多样性。（4）图像数据量庞大。（5）图像处理技术综合性强。 *数字图像处理的目的 （1）提高图像的视感质量，以达到赏心悦目的目的 a.去除图像中的噪声； b.改变图像的亮度、颜色； c.增强图像中的某些成份、抑制某些成份； d.对图像进行几何变换等，达到艺术效果； （2）提取图像中所包含的某些特征或特殊信息。 a.模式识别、计算机视觉的预处理 （3）对图像数据进行变换、编码和压缩，以便于图像的存储和传输。 **数字图像处理的主要研究内容 （1）图像的数字化 a.如何将一幅光学图像表示成一组数字，既不失真又便于计算机分析处理 b.主要包括的是图像的采样与量化 （2*）图像的增强 a.加强图像的有用信息，消弱干扰和噪声 （3）图像的恢复 a.把退化、模糊了的图像复原。模糊的原因有许多种，最常见的有运动模糊，散焦模糊等（4*）图像的编码 a.简化图像的表示，压缩表示图像的数据，以便于存储和传输。 （5）图像的重建 a.由二维图像重建三维图像（如CT） （6）图像的分析 a.对图像中的不同对象进行分割、分类、识别和描述、解释。 （7）图像分割与特征提取 a.图像分割是指将一幅图像的区域根据分析对象进行分割。 b.图像的特征提取包括了形状特征、纹理特征、颜色特征等。 （8）图像隐藏 a.是指媒体信息的相互隐藏。 b.数字水印。 c.图像的信息伪装。 （9）图像通信
网络域名及其管理 【教材分析】 本节课是浙江教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《信息技术基础》第三章第三节的内容。教材内容分图像的几个基本概念和图像的编辑加工两部分。基本概念有：像素、分辨率、位图和矢量图、颜色、图形与图像、文件格式。其中“像素和分辨率”旨在让学生了解描述数字图像的基本概念；“位图和矢量图，图形和图像”重在要求学生分清这两组概念；“颜色”阐述了用计算机三原色描述和存储数字图像颜色的原理，学生应该学会计算一幅图像的存储空间。“文件格式和图像的编辑加工”旨在让学生了解常见的图像文件格式及简单的图像编辑加工。因此不作为教学的重点。由此可见，本节课内容重在概念原理和技术深层思想的探析，为学生今后进一步学习图像的编辑加工奠定了基础。同时，这部分知识也是对第一章“信息的编码”学习的一个承接，在内容上强化了多媒体信息的编码与二进制编码的对应关系。当然，在这些概念的学习中都体现了“由简单到复杂”这一人类认识事物的基本规律和“逐步细化”这一信息技术解决问题的基本思路，都体现了问题解决与“技术更好地为人服务”的基本思想。 【学情分析】 本节课的学习对象为高一学生。通过第一章的学习，他们已经能够掌握信息的编码及二进制的相关知识。但调查发现，对于具体的图像在计算机市如何表示的，学生还只是有一个大概的了解，知道是用二进制表示的。作为必修课的学习，学生对于信息技术不仅要“知其然”，更重要的是“知其所以然”，也即要理解相关技术原理，技术思想以及研究问题的方法。而理解的目的则是为了更好联系日常生活，更好的的应用。基于上述分析，引领他们探究数字图像的基础知识、训练解决信息技术问题的方法。 【课时安排】一课时 【教学目标】 （一）知识与技能 1.了解像素掌握图像分辨率的概念。 2.掌握数字图像颜色的表示方法及存储空间的大小。 3. 了解位图和矢量图，图像和图形的不同。 4. 了解图像文件的文件格式。 5. 在操作体验的基础上理解像素及颜色的表示。 （二）过程与方法 通过教师讲解、自主探究、讨论交流和操作实践，掌握像素、分辨率、数字图像的颜色的表示方式，进而能够运用这些知识分析、解决现实生活中碰到的实际问题。 （三）情感态度与价值观 结合ps图像的讲解训练，培养灌输学生的法制观念提高学生的网络道德水平。 【教学重点】 分辨率的定义及现实生活中的分辨率的使用；。 【教学难点】 数字图像颜色的表示及存储方法 【教学策略】
photoshop图形图像处理 《校园文化艺术节——象棋活动广告》教案 课题：校园文化艺术节——象棋活动广告 授课教师： 授课班级：1 教学目标： （一）知识目标： 1.能快速运用文字工具并设置属性 2.让学生学会利用编辑菜单中的描边命令 3.让学生了解PHOTOSHOP投影的效果。 4.理解什么投影，如何制作PHOTOSHOP投影不同效果。 5.让学生学会利用PHOTOSHOP的滤镜菜单。 （二）能力目标 1.通过课堂教学过程中的象棋广告任务、实践演练，培养学生 分析图像、发现问题、解决问题的能力。 2.培养学生小组合作学习的能力。 （三）情感目标 1.分小组活动，学会与他人交流与合作。 2.培养学生的审美观。 教学重点：描边命令的使用 教学难点：投影的制作 教学方法：任务驱动法、讲解示范法 教学过程： 一、组织教学 二、导入新课 学校正在开展第十届校园文化艺术节活动，现在如果我们要接象棋比赛的宣传广告的活，学生敢接活吗？ 三、讲授新课 1.展示象棋活动广告
2.分析任务 （1）让学生回顾可能用到以前的哪些知识点？ 魔棒工具、文字工具、移动工具等 （2）会遇到哪些困难？ ①外边框文字 ②投影的效果 3.学生分组操作（讨论问题、解决困难） 4.小组评出最佳作品，教师评价作品 四、实例操作 主要步骤： 1.新建象棋广告文件 2.背景图 用魔棒工具、移动工具拖动背景图、象棋图、号角图。 3.根据审美观适当的改变图片的大小。 4.给象棋图两种投影效果 （1）投影 图层——图层样式——投影 （2）投影（提高） 新建图层，设置羽化值，画椭圆并填充前景色； （填充前景色快捷键：ALT+DEL） 编辑——变换，修改投影位置。 5.广告文字 利用文字工具输入文字，根据图片效果设置字体属性（设置字体、字号、颜色、水平缩放、垂直缩放等），每一行文字建立一个图层。6.给第一行、第二行文字分别描边（栅格化图层，选中文字选区，编辑——描边） 7. 插入学校图标，利用文字工具输入校名并描边。 五、完善作品 六、教师指导与总结 七、课后练习（车辆出行证）
目录 第一章绪论 (2) 1.1 研究背景 (2) 1.2 人脸图像识别的应用前景 (3) 1.3 本文研究的问题 (4) 1.4 识别系统构成 (4) 1.5 论文的内容及组织 (5) 第二章图像处理的Matlab实现 (6) 2.1 Matlab简介 (6) 2.2 数字图像处理及过程 (6) 2.2.1图像处理的基本操作 (6) 2.2.2图像类型的转换 (7) 2.2.3图像增强 (7) 2.2.4边缘检测 (8) 2.3图像处理功能的Matlab实现实例 (8) 2.4 本章小结 (11) 第三章人脸图像识别计算机系统 (11) 3.1 引言 (11) 3.2系统基本机构 (12) 3.3 人脸检测定位算法 (13) 3.4 人脸图像的预处理 (18) 3.4.1 仿真系统中实现的人脸图像预处理方法 (19) 第四章基于直方图的人脸识别实现 (21) 4.1识别理论 (21) 4.2 人脸识别的matlab实现 (21) 4.3 本章小结 (22) 第五章总结 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24) 附录 (25)
第一章绪论 本章提出了本文的研究背景及应用前景。首先阐述了人脸图像识别意义；然后介绍了人脸图像识别研究中存在的问题；接着介绍了自动人脸识别系统的一般框架构成；最后简要地介绍了本文的主要工作和章节结构。 1.1 研究背景 自70年代以来.随着人工智能技术的兴起.以及人类视觉研究的进展.人们逐渐对人脸图像的机器识别投入很大的热情，并形成了一个人脸图像识别研究领域，.这一领域除了它的重大理论价值外，也极具实用价值。 在进行人工智能的研究中，人们一直想做的事情就是让机器具有像人类一样的思考能力，以及识别事物、处理事物的能力，因此从解剖学、心理学、行为感知学等各个角度来探求人类的思维机制、以及感知事物、处理事物的机制，并努力将这些机制用于实践，如各种智能机器人的研制。人脸图像的机器识别研究就是在这种背景下兴起的，因为人们发现许多对于人类而言可以轻易做到的事情，而让机器来实现却很难，如人脸图像的识别，语音识别，自然语言理解等。如果能够开发出具有像人类一样的机器识别机制，就能够逐步地了解人类是如何存储信息，并进行处理的，从而最终了解人类的思维机制。 同时，进行人脸图像识别研究也具有很大的使用价依。如同人的指纹一样，人脸也具有唯一性，也可用来鉴别一个人的身份。现在己有实用的计算机自动指纹识别系统面世，并在安检等部门得到应用，但还没有通用成熟的人脸自动识别系统出现。人脸图像的自动识别系统较之指纹识别系统、DNA鉴定等更具方便性，因为它取样方便，可以不接触目标就进行识别，从而开发研究的实际意义更大。并且与指纹图像不同的是，人脸图像受很多因素的干扰:人脸表情的多样性;以及外在的成像过程中的光照，图像尺寸，旋转，姿势变化等。使得同一个人，
（一）Photoshop图像处理基础知识 1)位图与矢量图 根据存储方式的不同，电脑中的图像通常被分为位图图像和矢量图形。了解和掌握两类图形间的差异，对于创建、编辑和导入图片都有很大的帮助。 ●什么是位图？ 位图图像又叫栅格图像（像素图）。它是由很多色块（像素、点）组成的图像，一个像素点是图像中最小的图像元素。位图的大小和质量取决于图像中像素点的多少（单位面积）。对于位图图像来说，组成图像的色块越少，图像就会越模糊；组成图像的色块越多，图像越清晰，但存储文件时所需要的存储空间也会比较大。 一般用Photoshop制作的图像都是位图图像，比较适合制作细腻、轻柔飘渺的特殊效果，更容易模拟照片的真实效果，就像是用画笔在画布上作画一样。（Painter） ●什么是矢量图？ 矢量图又称为向量图形（面向对象绘图），是用数学方式描述的线条和色块组成的图像，它们在计算机内部表示成一系列的数值而不是像素点。 这种保存图形信息的方法与分辨率无关，当对矢量图进行缩放时，图形仍能保持原有的清晰度，且色彩不失真。矢量图形的大小与图形的复杂程度有关，即简单的图形所占用的存储空间较小，复杂的图形所占用的存储空间较大。如Corel DRAW、Illustrator绘图软件创建的图形都是矢量图,适用于编辑色彩较为单纯的色块或文字，如标志设计、图案设计、文字设计、版式设计等。 ●位图与矢量图的区别与联系 基于位图处理的软件也不是说它就只能处理位图，同样基于矢量图处理的软件也不是只能处理矢量图。
基于矢量图的软件原创性比较强，主要长处在于原始创作；而基于位图的处理软件，后期处理比较强，主要长处在于图片的处理。 2）分辨率（主要以图像分辨率为主） 分辨率是用来描述图像文件信息的术语，表述为单位长度内点的数量，通常用“像素/英寸”（ppi）来表示。分辨率的高低直接影响图像的效果，使用太低的分辨率会导致图像粗糙，而使用较高的分辨率则会增加文件的大小。 图像分辨率设置原则 在Photoshop新建文件时，默认的分辨率为72像素/英寸，满足普通显示器显示图像的分辨率要求。（图像仅用于屏幕显示时与显示器分辨率相同，96像素/英寸）在广告设计中，不同用途的广告对分辨率的要求也不同，例如，印刷彩色图像（高档彩色印刷）时分辨率一般为300像素/英寸（300像素/英寸以上的图像可以满足任何输出要求）；设计报纸广告（报纸插图）时分辨率一般为150像素/英寸；大型灯箱喷绘图像一般不低于30像素/英寸。 3）图像的色彩模式及特点 色彩模式是指同一属性下不同颜色的集合，它使用户在使用不同颜色进行显示、印刷或打印时，不必重新调配颜色而直接进行转换和应用（图像/模式）。电脑软件为用户提供的色彩模式主要有：位图模式、灰度模式、RGB模式、CMYK模式、索引颜色模式、Lab模式、双色调模式和多通道模式等。每一种模式都有自己的优缺点，都有自己的适用范围。 ①位图模式：该模式下的图像是由黑白两种颜色组成的，图形不能使用编辑工具编辑(例如，“图层”、“滤镜”)。只有在图像文件的颜色模式为灰度模式时，才能转换成位图模式。 ②灰度模式：该模式下的图像文件中只存在颜色的明（白色）暗（黑色）度，而没有色相、饱和度等色彩信息（颜色三要素）。它的应用十分广泛，在成本相对低廉的黑白印刷中
图像处理基础 教学目标 1.知识目标： →掌握图像信息的采样、量化、编码的基本原理。 →知道屏幕分辨率、显示器分辨率及图像分辨率的概念。 →掌握图形和图像的概念与特点。 2.能力目标： →学会查看显示器分辨率。 →学会调整屏幕分辨率。 →学会分辨数字图像的类型（矢量图或是位图）。 3.情感目标： 通过理论联系实际的教学方式，引导学生从现实生活的经历与体验出发，激发学生对计算机图像处理的兴趣，形成主动学习的情感态度。 教学重点 →图像信息数字化原理 →分辨率的概念 →图形、图像的概念及应用特性 教学难点 →对图像数字化过程的理解 →图像存储容量的计算 教学内容 1.图像信息数字化 1.1采样 空间上连续的图像用许多等距的水平线与竖直线分割开来，转换成离散点的过程。 1.2量化 量化：将采样点(像素)的灰度(亮度)离散化，使之由连续量转换为离散的整数值即灰度值、灰度级(gray level)的过程。 量化位数：表示量化后各像素的色彩值所需要占用的二进制位数。
灰度图像：可以用8位，256个级数来表示从白到黑的灰度变化。 彩色图像：数据不仅包含亮度信息，还要包含颜色信息。彩色的表示方法是多样化的。可由红、绿、蓝三基色图像叠加而成。 1.3存储容量的计算 图像存储容量=图像水平方向的像素数×竖直方向的像素数×每个像素占用的色彩位数2.分辨率 2.1现实器分辨率 显示器分辨率：计算机显示器本身的物理特性。 2.2屏幕分辨率 屏幕分辨率：实际显示图像时计算机所采用的分辨率。 2.3图像分辨率 图像分辨率：在计算机中保存和显示一幅数字图像所具有的分辨率。 如：一张640*480像素的图片，分辨率为640*480=307200像素。 3.图形和图像 3.1图形（矢量图） 图形也称矢量图，它用计算机绘图工具绘制的画面，图形是以数学方法描述的，通过计算机指令来表示的图形。 3.2图像（位图） 图像也称位图，它是由扫描仪、数码相机等图像采集设备扑捉的实际画面而转化而来的数字图像。 3.3矢量图与位图的对比
教师：付彩霞
模块1 photoshop 基础知识 教学目的：了解photoshop历史；掌握图形图像的基础知识；建立平面设计理念。教学内容：图形图像基础知识、平面设计理念。 教学重点：图形图像基础知识。 教学过程： 1.1图形图像基础知识 1．像素 像素是位图图像的基本单位，像素尺寸是指位图图像的高度和宽度所包含像素的数量，也就是说，一个位图的大小由组成它的像素的多少决定。 同一幅图像的像素大小是固定的，像素越多，图像就越细腻、自然，图像也就越大。 2．分辨率 图像分辨率、显示分辨率、输出分辨率、位分辨率 3．常用的图像文件格式 1.2平面设计理念 1.2.1相关技术术语 1、设计 2、平面设计 3、CIS 1.2.2色彩的运用 1、三原色 2、色彩的搭配 案例：认识Photoshop cs5 1、了解Photoshop CS5 的应用领域 Photoshop CS5是一款优秀的平面设计软件，其界面友好、功能强大、操作简便，已被广泛应用于各类广告设计中。 随着Photoshop功能的不断强化，其应用领域也在逐渐扩大。在平面设计方面利用Photoshop可以设计商标、产品包装、海报、样本、招贴、广告、软件界 面、网页素材和网页效果图等平面作品，还可以为三维动画制作材质，以及对 三维效果图进行后期处理等。 2、2.Photoshop CS5 的启动与退出 3、熟悉Photoshop CS5 的工作界面 图像编 工具 状态面板
模块2 选区 教学目的：理解和掌握选区的概念，运用的范围，熟练掌握选区的操作并应用到实际操作中。 教学内容：选区的概念、选区的创建、选区的填充与描边、选区的编辑。 教学重点：选区的概念，选区的基本操作和编辑。 教学过程： 在处理图像的过程中，经常需要对图像的某一个区域或多个区域进行编辑，这就需要将某一个区域或多个区域从图像中选取出来。从图像中选取出来的区域称为选区。从图像上看，选区是用浮动的虚线围起来的区域，虚线以内是可编辑区域，虚线以外是不可编辑区域，因此选区也有保护图像的某些区域不被编辑和修改的作用。 2.1创建选区 2.1.1使用选框工具组创建选区 1、矩形、椭圆选框工具 2、课堂实战：制作“椭圆中的小熊”。 3、“单行选框工具”和“单列选框工具” 2.1.2使用套索工具组创建选区 1、套索工具 2、多边形套索工具 3、磁性套索工具 2.1.3使用魔棒工具组创建选区 2.1.4使用快速蒙版模式创建选区 2.2 选区的填充和描边 课堂实战：实现“卡通少年换衣服”。 2.3 选区的编辑 2.3.1移动选区 1、移动选区位置但不移动选区内容 2、移动选区内容 2.3.2羽化选区 2.3.3修改选区 1、“边界”命令 2、“平滑”命令 3、“扩展”命令和“收缩”命令 课堂实战：制作“霓虹效果”。 2.3.4变换选区 1、存储选区 2、载入选区 案例1——绘制铅笔 案例2——图片合成
一、填空题（每空1分，共20分） 1、在计算机中，按颜色和灰度的多少可以将图像分为二值图像、灰度图像、 索引图像、真彩色RGP图像四种类型。 1024?，256个灰度级的图像，需 2、存储一幅大小为1024 要8M bit。 3、直方图均衡化适用于增强直方图呈尖峰分布的图像。 4、依据图像的保真度，图像压缩可分为有损压缩和无损压缩 5、图像压缩是建立在图像存在编码荣誉、像素间冗余、心理素质冗余三种冗 余基础上。 6、对于彩色图像，通常用以区别颜色的特性是、、。 7、对于拉普拉斯算子运算过程中图像出现负值的情况，写出一种标定方 法：。 8、图像处理技术主要包括图像的、、等技术。 9、在RGB彩色空间的原点上，三个基色均没有，即原点为色。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、下列算法中属于点处理的是： A.梯度锐化 B.二值化 C.傅立叶变换 D.中值滤波 2、图像灰度方差说明了图像哪一个属性。（） A.平均灰度 B.图像对比度 C.图像整体亮度 D.图像细节 3、计算机显示器主要采用哪一种彩色模型（） A.RGB B.CMY或CMYK C.HSI D.HSV 4、采用模板［-1 1］T主要检测（）方向的边缘。 A.水平 B.45? C.垂直 D.135? 5、下列算法中属于图象锐化处理的是：( ) A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤波 D. 中值滤波 6、维纳滤波器通常用于（） A.去噪 B.减小图像动态范围 C.复原图像 D.平滑图像 7、彩色图像增强时，处理可以采用RGB彩色模型。 A. 直方图均衡化 B. 同态滤波 C. 加权均值滤波 D. 中值滤波 8、____滤波器在对图像复原过程中需要计算噪声功率谱和图像功率谱。 A. 逆滤波 B. 维纳滤波
关于数字图像处理的理论基础及常用处理方法 数字图像处理(DigitalImageProcessing)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。数字图像处理的产生和迅速发展主要受三个因素的影响:一是计算机的发展;二是数学的发展(特别是离散数学理论的创立和完善);三是广泛的农牧业、林业、环境、军事、工业和医学等方面的应用需求的增长。 摘要：本文介绍了数字信号处理的起源、发展，并简要概述了数字图像处理所研究的内容和处理数字图像的几大模块。同时，也大致介绍了常用的处理数字图像的方法。最后展望了数字图像处理的发展前景。 Abstract: This paper describes the origin of digital image processing, development, and a brief overview of digital image processing of the content and process digital images of several modules. Also a broad overview of the commonly used method of processing digital images. Finally, looking ahead the future prospects for the development of digital image processing. 关键词：数字图像处理（Digital Image Processing）；理论基础；处理方法 一、数字图像处理的起源及发展 数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。 数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。但是50年代的计算机主要还是用于数值计算，满足不了处理大量数据图像的要求。 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。伴随着第三代计算机的研制成功，以及快速傅里叶变换算法的的发现和应用使得对图像的某些计算得以实际实践。 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。在70年代图像技术有了长足进展，80年代，硬件的发展使得人们不仅能处理2-D图像而且能处理3-D图像，许多能获取3-D图像的设备和处理分析3-D图像的系统研制成功，图像技术得到广泛应用。 二、数字图像处理的研究内容 数字图象处理，就是采用计算机对图象进行信息加工。图象处理的主要内容有：图像的采集、增强、复原、变换、编码、重建、分割、配准、嵌拼、融合、特征提取、模式识别和图象理解。 对图像进行处理(或加工、分析)的主要目的有三个方面：
江苏省职业学校理论课程教师教案本 （2011 —2012 学年第二学期） 专业名称计算机应用 课程名称计算机图形图像处理 授课教师XXXXX 学校XXXX中等专业学校
课题序号 1 授课班级11计算机 授课课时2H 授课形式讲授（幻灯） 授课章节 名称 项目一初识Photoshop任务一认识Photoshop 使用教具幻灯 教学目的1.认识什么是位图 2.认识什么是矢量图 3.Photoshop应用领域 教学重点 1.位图性质 2.矢量图性质 3. Photoshop应用领域教学难点 1.位图性质 2.矢量图性质 更新、补 充、删节 内容 课外作业 教学后记
教学过程主要教学内容及步骤 新授 项目一初识Photoshop 任务一认识Photoshop 任务二案例赏析 任务三如何学好Photoshop 任务四熟悉Photoshop CS3的界面项目一： 初识Photoshop 任务一 任务二 任务三 任务四 小结 习题 教学目标: 认识Photoshop。 掌握位图和矢量图的基础知识。 了解Photoshop的用途及能进行哪些 工作。 掌握Photoshop工作界面的各组成部 分及功能。 掌握学好Photoshop的有效方法。 项目一初识Photoshop 项目一： 初识Photoshop 任务一 任务二 任务三 任务四 小结 习题
教学过程主要教学内容及步骤 新授 任务一认识Photoshop 就像利用画笔和颜料在纸上绘画 过程中的作用一样，Photoshop也是 一种将自己想要绘制的图像表现出来 的工具。它的应用范围非常广，从修 复照片到制作精美的相册打印输出或 上传到网站上让更多的人浏览；从简 单图案绘制到专业平面设计或网页设 计等，Photoshop无所不能，且可以 优质高效地完成这些工作。 项目一： 初识Photoshop 任务一 任务二 任务三 任务四 小结 习题 该软件生成的图像为位图图像。这类图像也叫做 栅格图像，是由很多个色块（像素）组成的。当对某 一幅位图图像进行放大且放大到一定的倍数后，我们 看到的将是一个个的色块，如图所示。 任务一认识Photoshop 100%显示的位图图像效果放大显示的位图图像效果项目一： 初识Photoshop 任务一 任务二 任务三 任务四 小结 习题
数字图像处理（基础）教案 一、基础知识 第一节、数字图像获取 一、目的 1掌握使用扫描仪等数字化设备以及计算机获取数字图像的方法； 2修改图像的存储格式。 二、原理 用扫描仪获取图像也是图像的数字化过程的方法之一。 扫描仪按种类可以分为手持扫描仪，台式扫描仪和滚筒式扫描仪（鼓形扫描仪）。 扫描仪的主要性能指标有x、y方向的分辨率、色彩分辨率（色彩位数）、扫描幅面和接口方式等。各类扫描仪都标明了它的光学分辨率和最大分辨率。分辨率的单位是dpi，dpi是英文Dot Per Inch的缩写，意思是每英寸的像素点数。 扫描仪工作时，首先由光源将光线照在欲输入的图稿上，产生表示图像特征的反射光（反射稿）或透射光（透射稿）。光学系统采集这些光线，将其聚焦在CCD上，由CCD将光信号转换为电信号，然后由电路部分对这些信号进行A/D转换及处理，产生对应的数字信号输送给计算机。当机械传动机构在控制电路的控制下，带动装有光学系统和CCD的扫描头与图稿进行相对运动，将图稿全部扫描一遍，一幅完整的图像就输入到计算机中去了。
图1.1扫描仪的工作原理 扫描仪扫描图像的步骤是:首先将欲扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上，原稿可以是文字稿件或者图纸照片；然后启动扫描仪驱动程序后，安装在扫描仪内部的可移动光源开始扫描原稿。为了均匀照亮稿件，扫描仪光源为长条形，并沿y方向扫过整个原稿；照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿x方向的光带，又经过一组反光镜，由光学透镜聚焦并进入分光镜，经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的RGB三条彩色光带分别照到各自的CCD上，CCD将RGB光带转变为模拟电子信号，此信号又被A/D变换器转变为数字电子信号。至此，反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号，最后通过串行或者并行等接口送至计算机。扫描仪每扫一行就得到原稿x方向一行的图像信息，随着沿y方向的移动，在计算机内部逐步形成原稿的全图。 在扫描仪的工作过程中，有两个元件起到了关键的作用。一个是CCD，它将光信号转换成为电信号；另一个是A/D变换器，它将模拟电信号变为数字电信号。CCD是Charge Couple Device的缩写，称为电荷耦合器件，它是利用微电子技术制成的表面光电器件，可以实现光电转换功能。CCD 在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛，只不过摄像机中使用的是点阵CCD，即包括x、y两个方向用于摄取平面图像，而扫描仪中使用的是线性CCD，它只有x一个方向，y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。CCD芯片上有许多光敏单元，它们可以将不同的光线转换成不同的电荷，从而形成对应原稿光图像的电荷图像。如果我们想增加图像的分辨率，就必须增加CCD上的光敏单元数量。实际上，CCD的性能决定了扫描仪的x方向的光学分辨率。A/D变换器是将模拟量(Analog)转变为数字量(Digital)的半导体元件。从CCD获取的电信号是对应于图像明暗的模拟信号，就是说图像由暗到亮的变化可以用从低到高的不同电平来表示，它们是连续变化的，即所谓模拟量。A/D变换器的工作是将模拟量数字化，例如将0至1V的线性电压变化表示为0至9的10个等级的方法是：0至小于0.1V 的所有电压都变换为数字0、0.1至小于0.2V的所有电压都变换为数字1……0.9至小于1.0V的所有电压都变换为数字9。实际上，A/D变换器能够表示的范围远远大于10，通常是2^8=256、2^10=1024或者2^12=4096。如果扫描仪说明书上标明的灰度等级是10bit，则说明这个扫描仪能够将图像分成1024个灰度等级，如果标明色彩深度为30bit，则说明红、绿、蓝各个通道都有1024个等级。显然，该等级数越高，表现的彩色越丰富。 步骤
Matlab图像的读取和存储 图像的读取 I=imread(‘pout.tif’); imread是读取图像的函数。pout.tif是matlab内置的图像，不管在什么程序内都可以直接读取。这里我们来说几种常见的情形 注：Matlab文件夹内有test.m,1.jpg,image文件夹，同时image文件夹内有2.jpg 读取1.jpg I=imread(‘1.jpg’); 读取2.jpg I=imread(‘image\2.jpg’);%相对路径的读取 读取D:\1023\25\1.jpg I=i mread(‘D:\1023\25\1.jpg’);%绝对路径的读取 读取D:\1023\25内20个图像。 for i=1:20 I=imread([‘D:\1023\25\’,num2str(i),’.jpg’]); end 图像的显示 关于这三个函数用法的区别，主要的意思是：imshow显示按照原来的比例，而image会改变原来图像的比例。imtool，很少用到。一般用imshow就足够了。 那么什么时候用figure呢？当程序中只显示一幅图像时，直接imshow就可以。然后当图像多的时候，就需要用到figuure;imshow(I1);figure;imshow(I2);figure;imshow(I3) 如果想要在一张图片内，显示好几个图怎么办呢？title显示在图像的上方，起到提示的作用。 I=imread('pout.tif'); subplot(221);imshow(I);title('1'); subplot(222);imshow(I);title('2'); subplot(223);imshow(I);title('3'); subplot(224);imshow(I);title('4'); 其中前面的22代表是2*2的分布，也可以是2*3,3*4等。按照行来排列，从第一行开始分别为1 2 3 4。如图所示。 如果没有要求的话，直接用figure。此时希望图2来显示某个图像，那么figure(2)，就指定来显示某个图像。当然了，如果仅有一个图像显示这样做，那么可能会被覆盖掉，因此，一个程序中的用法一定要统一，并且保证后面的，不要把前面的覆盖掉。 图像的存储
《photoshop》图形图像处理
1.0 序 教学目标： 1 、了解PhotoShop 的发展过程 2、掌握PhotoShop 的应用 学习引导：以教案内容为纲要，通过教师演示操作内容及学生完成随堂练习的方式引导学生学习本课时知识，同时通过教师和学生共同分析，确定目标，完成实例。 教学难点与重点： 1. PhotoShop 的发展过程 2. PhotoShop 的应用 课时安排： 2节理论课 教学用具：教材教案；多媒体教室 教学师生活动设计：由于本课时实践内容较多，教师主要通过多媒体教学工具向学生生动形象的讲述有关理论知识及操作注意事项，并演示操作过程，随后学生完成课堂练习及课后习题，以巩固本课时所学的知识。 课堂步骤： ? 课堂引入：通过介绍PhotoShop 对社会的影响来引入内容 ? 教学重点与难点的实现过程： Adobe PhotoShop 它是由Adobe 公司开发的图形处理系列软件之一，主要应用于在图像处理、广告设计的一个电脑软件。最先它只是在Apple 机（苹果机）上使用，后来也开发出了适合于 window 操作系统的版本。 最新版本：PhotoShop CS3 简称:PS 一、Adobe 公司 Adobe 公司为世界各地的企业、知识工作者、创意人士和设计者、原始设备制造合作伙伴，以及开发人员提供软件支持。 Adobe 中文译为：奥多比 Adobe PhotoShop 一、关于Aodbe 三、应用 二、发展过程
1、Adobe的起源 由查尔斯·杰斯克和约翰·沃诺克于1982 年12 月共同创立 2、旗舰产品 Adobe Photoshop ? —于1990 年推出专业数字图像编辑和创作的业界标准 Adobe Premiere? Pro—于1991 年推出功能强大的数字视频和音频编辑软件 Adobe Flash ?—于1996 年推出用于创建交互式网站、迷人的数字体验和令人惊叹的移动内容 Adobe After E?ects?—于1993 年推出用于数字视频制作、实现动画图形和视觉效果的必备工具 Adobe Dreamweaver ?—于1997 年推出业界领先的Web （网站）开发工具 3、Adobe的影响 Adobe 彻底改变了世人展示创意、处理信息的方式。从印刷品、视频和电影中的丰富图像到各种媒体的动态数字内容，Adobe 解决方案的影响力在业界是毋庸置疑的。 二、发展过程 PhotoShop 近代版本启动画面 PhotoShop 7.0 2002年3月，版本7.0增加了修复画笔等图片修改工具， 还有一些基本的数码相机功能如EXIF数据，文件浏览 器等。 Adobe 公司 1、公司起源3、产品影响 2、旗舰产品
图像信息数字化图像处理基础 教学目标 1.知识目标： 9 掌握图像信息的采样、量化、编码的基木原理。 T知道屏幕分辨率、显示器分辨率及图像分辨率的概念。 T 掌握图形和图像的概念与特点。 2.能力目标： T学会杏看显示器分辨率。 9学会调整屏幕分辨率。 T 学会分辨数字图像的类型（矢量图或是位图）。 3?情感目标： 通过理论联系实际的教学方式，引导学生从现实生活的经历与体验出发，激发学生对计算机图像处理的兴趣，形成主动学习的情感态度。 教学重点 T图像信息数字化原理 T分辨率的概念 9图形、图像的概念及应用特性 教学难点 T 对图像数字化过程的理解 T图像存储容量的计算 教学内容 1.1采样 空间上连续的图像用许多等距的水平线与竖直线分割开来，转换成离散点的过稈。 1.2量化 量化：将采样点（像索）的灰度（亮度）离散化，使Z由连续量转换为离散的整数值即灰度值、灰度级（gray level）的过程。 最化位数：表示量化示备像素的色彩值所需要占JU的二进制位数。
灰度图像：可以用8位，256个级数来表示从片到黑的灰度变化。 彩色图像：数据不仅包含亮度信息，还要包含颜色信息。彩色的表示方法是多样化的。 可由红、绿、蓝三基色图像叠加而成。 1?3存储容量的计算 图像存储容量二图像水平方向的像索数X竖冑方向的像索数X每个像索占用的色彩位数 2.分辨率 2.1现实器分辨率 显示器分辨率：计算机显示器木身的物理特性。 2.2屏幕分辨率 屏幕分辨率：实际显示图像时计算机所采用的分辨率。 2.3图像分辨率 图像分辨率：在计算机屮保存和显示一幅数字图像所具有的分辨率。 如：一张640*480像素的图片，分辨率为640*480=307200像素。 3?图形和图像 3.1图形（矢量图） 图形也称矢量图，它用计算机绘图匸具绘制的曲面，图形是以数学方法描述的，通过计算机指令来表示的图形。 3?2图像（位图） 图像也称位图，它是由扫描仪、数码相机等图像采集设备扑捉的实际術面而转化而来的数字图像。 3?3矢量图与位图的对比 文件内容存储容量显示速度几何变换应用特点矢量图 （图形）指令 一般较小， 与十的复杂 程度相关 图形越复 杂，显示越 慢 不失真易于编辑
彩色图像基础知识普及篇 ⑴图像采集的原理 数码相机，摄像机等都是通过传感器来获取图像的，传感器阵列是由横竖两个方向密集排列的感光元件（CCD或CMOS）组成的一个二维矩阵，它收集入射能量并把它聚焦到一个图像平面上，与焦点面相重合的传感器阵列产生与每一个传感器接收光总量成正比的输出。数字或模拟电路扫描这些输出，并把它们转换为信号，由成像系统的其他部分数字化。 ⑵BAYER矩阵 传感器阵列的排列方式可以有很多种，现在最常用的是Bayer矩阵模式的排列方式，即每个CCD就对应一个像素。其中R感应红光、G感应绿光、B感应蓝光，而在Bayer模式中G是R和B的两倍（因为我们的眼睛对绿色更敏感）。以下是Bayer阵列的一种排列方式： RGRGRGRGRG GBGBGBGBGB RGRGRGRGRG 以中心绿色的G为例，此像素只有G，缺少R与B，R就等于上下两个R的平均值，B就等于左右两个B的平均值。其他的R与B都是一样的，每个像素补齐RGB三色就可以。此种插值算法是最简单最高效的，当然在一些图像的边界之处其影像效果最会有一些折扣。 ⑶伽马校正 数码相机拍摄出的彩色图像，以及我们把一幅图像在显示器上显示出来都要进行相应的伽马校正。数码RAW格式的拍摄是采用线性的gamma (即gamma 1.0)，可是人的眼睛对光的感应曲线却是一“非线性”的曲线。所以RAW Converter会在转换时都会应用一条Gamma曲线到Raw数据上（简单的理解，就是相当于对原始数据进行一个f(x)的变换，并且注意，f(x)并不是一次的线性函数），来产生更加接近人眼感应的色调。同理，显示器的强度(Intensity)并非与输入讯号成正比(非线性关系),这种非线性特性称为Gamma特性。 各参数简述如下：
数字图像处理基础 一、物理图像的数字化 理论上讲，图像是一种二维的连续函数，然而在计算机上对图像进行数字处理的时候，首先必须对其在空间和亮度上进行数字化，这就是图像的采样和量化的过程。空间坐标（x ，y ）的数字化称为图像采样，而幅值数字化称为灰度级量化。 1.图像采样 图像采样是对图像空间坐标的离散化，它决定了图像的空间分辨率。采样可以这样理解：用一个网格把待处理的图像覆盖，然后每一个小格上模拟图像的各点亮度取平均值，作为该小方格中点的值。 对一副图像采样时，若每行（横向）像素为M 个，每列（纵向）像素为N 个，则图像大小为M*N 个像素，f(x,y)表示点（x ，y ）处的灰度值，则F(x,y)构成一个M*N 实数矩阵。 ? ??? ? ?? ?? ? ??------=)1,1() 1,1() 0,1() 1,1()1,1() 0,1() 1,0()1,0() 0,0(),(N M f M f M f N f f f N f f f y x F 2.灰度量化 把采样后所得的各像素灰度值从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。量化是对图像幅度坐标的离散化，它决定了图像的幅度分辨率。 量化的方法包括：分层量化、均匀量化和非均匀量化。分层量化是把每一个离散样本的连续灰度值只分成有限多的层次；均匀量化是把原图像灰度层次从最暗到最亮均匀分为有限个层次，如果采用不均匀分层就称为非均匀量化。 当图像的采样点数一定时，采用不同量化级数的图像质量不一样。量化级数越多，图像质量越好；量化级数越少，图像质量越差。量化级数最小的极端情况是二值图像，图像出现假轮廓。
二、数字图像的表示 二维图像进行均匀采样并进行灰度量化后，就可以得到一幅离散化成M*N样本的数字图像，该图像是一个整数阵列，因而用矩阵来描述数字图像是最直观、最简便的了。三、数字图像处理的主要研究内容 图像变换、图像增强、图像分割、图像恢复与重建、图像编码与压缩。 四、图像类型 索引图像、灰度图像、二值图像、rgb图像、多帧图像序列。 1.二值图像 又称为黑白图像，是指图像的每个像素只能是黑或白，没有中间的过渡。二值图像的像素值为0或1。 2.灰度图像 灰度图像是指每个像素由一个量化的灰度值来描述的图像。它不包含彩色信息。若灰度图像的像素是uint8或uint16型，则它们的整数值范围分别是[0,255]和[0,65535]。若图像是double型，则像素的取值就是双精度浮点型。 3.rgb图像 Rgb图像又称为真彩色图像，它利用r\g\b三个分量合成来表示一个像素的颜色，rgb 分别对应三原色的红、绿、蓝。因此，一幅尺寸为M*N的rgb图像需要一个三维矩阵来存储，三维矩阵的尺寸为M*N*3。如果要读取图像中（100，50）处的像素值，需要查看三元数据（100，50，1：3）。 真彩色图像可用双精度存储，亮度值范围是[0,1]；比较符合习惯的存储方法是用无符号8位整数存储，亮度值范围为[0,255]。 4.索引图像
数字图像处理试卷 一名词解释（共30分，每题5分） 1. 数字图像与数字图像处理 数字图像数字图像是指由被称作像素的小块区域组成的二维矩阵。将物理图像行列划分后，每个小块区域称为像素（pixel）。 数字图像处理指用数字计算机及其它有关数字技术，对图像施加某种运算和处理，从而达到某种预想目的的技术。 2.采样与量化 采样是将空域上连续的图像变换成离散采样点集合，是对空间的离散化。经过采样之后得到的二维离散信号的最小单位是像素。量化就是把采样点上表示亮暗信息的连续量离散化后，用数值表示出来，是对亮度大小的离散化。经过采样和量化后，数字图像可以用整数阵列的形式来描述。 3.中值滤波 中值滤波是指将当前像元的窗口（或领域）中所有像元灰度由小到大进行排序，中间值作为当前像元的输出值。 4.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。 5.边缘检测 边缘能勾划出目标物体轮廓，使观察者一目了然，包含了丰实的信息（如方向、阶跃性质、形状等），是图像识别中抽取的重要属性。边缘检测是大多数图像处理必不可少的一步，提供了物体形状的重要信息。 6.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。 二简答题（共50分） 1.简述数字图像处理的至少4种应用。（5分） ①遥感中，比如土地测绘、气象监测、资源调查、环境污染监测等方面。 ②在医学中，比如B超、CT机等方面。 ③在通信中，比如可视电话、会议电视、传真等方面。 ④在工业生产的质量检测中，比如对食品包装出厂前的质量检查、对机械制品 质量的监控和筛选等方面。 ⑤在安全保障、公安方面，比如出入口控制、指纹档案、交通管理等。 2.简述二值图像、灰度图像、彩色图像的区别。（5分） 二值图像是指每个像素不是黑，就是白，其灰度值没有中间过渡的图像。这种图像又称为黑白图像。二值图像的矩阵取值非常简单，每个像素的值要么是1，要么是0，具有数据量小的特点。 彩色图像是根据三原色成像原理来实现对自然界中的色彩描述的。红、绿、蓝这三种基色的的灰度分别用256级表示，三基色之间不同的灰度组合可以形成不同的颜色。 灰度图像是指每个像素的信息由一个量化后的灰度级来描述的数字图像，灰度图像中不包含彩色信息。标准灰度图像中每个像素的灰度值是0-255之间的一个值，灰度级数为256级。 3.举例说明使用均值插值法进行空穴填充的过程。（5分） 均值插值法就是将判断为空穴位置上的像素值用其上、下、左、右像素值的均值来填充。 例如对于下图中的空穴点f23进行填充时，使用相邻行的像素值来填充。即：f23=(f22+f24+f13+f33)/4. 如下图F13 F22 F23 F24 F33