图像处理2章2(本科)PPT课件
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数字图像处理(第二版)章 (2)
(4) 噪声。数字化设备的噪声水平也是一个重要的性能参 数。例如，数字化一幅灰度值恒定的图像，虽然输入亮度是一 个常量，但是数字化设备中的固有噪声却会使图像的灰度发生 变化。因此，数字化设备所产生的噪声是图像质量下降的根源 之一，应当使噪声小于图像内的反差点(即对比度)。
第2章 数字图像处理基础
2.2 数字图像类型
第2章 数字图像处理基础
为了减小量化误差，引入了非均匀量化的方法。非均匀量 化依据一幅图像具体的灰度值分布的概率密度函数，按总的量 化误差最小的原则来进行量化。具体做法是对图像中像素灰度 值频繁出现的灰度值范围，量化间隔取小一些； 而对那些像 素灰度值的概率分布密度函数因图像不同而异，所 以不可能找到一个适用于各种不同图像的最佳非等间隔量化方 案，因此，实用上一般多采用等间隔量化。
第2章 数字图像处理基础
3. 索引颜色图像 在介绍索引颜色图像之前，首先来了解PC机是如何处理颜 色的。大多数扫描仪都是以24位模式对图像进行采样的，即可 以从图像中采样出1670万种不同的颜色。用这种方式获得的颜 色通常称为RGB颜色。颜色深度为24位每像素的数字图像是目前 所能获取、浏览和保存的颜色信息最丰富的彩色图像，由于它 所表达的颜色远远超出了人眼所能辨别的范围，故将其称为 “真彩色”。在早期，由于技术上和价格上的原因，计算机在 处理时并没有达到24位每像素的真彩色水平，为此人们创造了 索引颜色。索引颜色通常也称为映射颜色。在这种模式下，颜 色都是预先定义的，并且可供选用的一组颜色也很有限。索引 颜色的图像最多只能显示256种颜色。索引颜色通常称为调色板。 一幅索引颜色图像在图像文件里定义，当打开该文件时，构成 该图像具体颜色的索引值就被读入程序，然后根据索引值在调 色板中找到对应的颜色。
b=M×N×Q (b)
第2章 数字图像处理基础
2.2 数字图像类型
第2章 数字图像处理基础
为了减小量化误差，引入了非均匀量化的方法。非均匀量 化依据一幅图像具体的灰度值分布的概率密度函数，按总的量 化误差最小的原则来进行量化。具体做法是对图像中像素灰度 值频繁出现的灰度值范围，量化间隔取小一些； 而对那些像 素灰度值的概率分布密度函数因图像不同而异，所 以不可能找到一个适用于各种不同图像的最佳非等间隔量化方 案，因此，实用上一般多采用等间隔量化。
第2章 数字图像处理基础
3. 索引颜色图像 在介绍索引颜色图像之前，首先来了解PC机是如何处理颜 色的。大多数扫描仪都是以24位模式对图像进行采样的，即可 以从图像中采样出1670万种不同的颜色。用这种方式获得的颜 色通常称为RGB颜色。颜色深度为24位每像素的数字图像是目前 所能获取、浏览和保存的颜色信息最丰富的彩色图像，由于它 所表达的颜色远远超出了人眼所能辨别的范围，故将其称为 “真彩色”。在早期，由于技术上和价格上的原因，计算机在 处理时并没有达到24位每像素的真彩色水平，为此人们创造了 索引颜色。索引颜色通常也称为映射颜色。在这种模式下，颜 色都是预先定义的，并且可供选用的一组颜色也很有限。索引 颜色的图像最多只能显示256种颜色。索引颜色通常称为调色板。 一幅索引颜色图像在图像文件里定义，当打开该文件时，构成 该图像具体颜色的索引值就被读入程序，然后根据索引值在调 色板中找到对应的颜色。
b=M×N×Q (b)
最新数字图像处理-图像和视觉基础PPT课件
256级常规灰度显示彩虹显示红色r饱和度显示绿色g饱和度显示蓝色b饱和度显示黄色y饱和度显示青色m饱和度显示絮色c饱和度显示24图像的表征241图像表示为了对图像施以有效的处理就要了解图像的内在特性
数字图像处理－图像和视 觉基础
第二章 图像和视觉基础
▪ 2.1 光的特性 ▪ 2.2 视觉系统 ▪ 2.3 颜色 ▪ 2.3.1 CIE色度图
在数字图像处理中所涉及到的是一些最普通类型的图像。
它们的突出特点是都具有特殊的统计特性，并且有专门的应用。 从这个基点出发可做如下比较明快的分类：TV型的自然风景， 这是一种常见的图像；空间摄影照片和地球资源探测图片，这 类图像构图不明显；电子显微镜照片和标准显微镜照片，这是 一类在冶金学、医学及石油探测等都很感兴趣的一类照片；文 本，这是指一些打印、印刷或手写的记号图像；图样，它们通 常就是简单地由线段和图形构成的单色二值图像；专用图像， 这一类图像大多是用特殊技术得到的图像，例如，X射线照片、 红外热象、超声波图像等等。
CIE色度图
CIE色度图有多种用途。欲获得一种光谱色的补 色，只需从这一点通过C点作一条直线，求出其与对 側光谱轨迹的交点，即可求得补色波长,如上图中C1的 补色为C2，或者说C1和C2互为补色。两种补色按一定 比例相加得白色。求一种颜色的主波长时，只要连接
颜色所在位置与C点的直线，直线与位于颜色同侧的 光谱轨迹线交点即为主波长，如下图中C3的主波长为 C4。但如果交点在紫色线上，则主波长应是位于颜色 反侧的光谱轨迹线交点，如图8.27中C5同C点相连同 侧的交点为C6，在紫色线上，因此C5的主波长为反侧 的C7。
1lm(白光)﹦0.30lm(红)﹢0.59lm(绿)﹢0.11lm(蓝)
即产生白光时，三基色的比例关系是不等的，这给实际使用带 来一些不方便。
数字图像处理－图像和视 觉基础
第二章 图像和视觉基础
▪ 2.1 光的特性 ▪ 2.2 视觉系统 ▪ 2.3 颜色 ▪ 2.3.1 CIE色度图
在数字图像处理中所涉及到的是一些最普通类型的图像。
它们的突出特点是都具有特殊的统计特性，并且有专门的应用。 从这个基点出发可做如下比较明快的分类：TV型的自然风景， 这是一种常见的图像；空间摄影照片和地球资源探测图片，这 类图像构图不明显；电子显微镜照片和标准显微镜照片，这是 一类在冶金学、医学及石油探测等都很感兴趣的一类照片；文 本，这是指一些打印、印刷或手写的记号图像；图样，它们通 常就是简单地由线段和图形构成的单色二值图像；专用图像， 这一类图像大多是用特殊技术得到的图像，例如，X射线照片、 红外热象、超声波图像等等。
CIE色度图
CIE色度图有多种用途。欲获得一种光谱色的补 色，只需从这一点通过C点作一条直线，求出其与对 側光谱轨迹的交点，即可求得补色波长,如上图中C1的 补色为C2，或者说C1和C2互为补色。两种补色按一定 比例相加得白色。求一种颜色的主波长时，只要连接
颜色所在位置与C点的直线，直线与位于颜色同侧的 光谱轨迹线交点即为主波长，如下图中C3的主波长为 C4。但如果交点在紫色线上，则主波长应是位于颜色 反侧的光谱轨迹线交点，如图8.27中C5同C点相连同 侧的交点为C6，在紫色线上，因此C5的主波长为反侧 的C7。
1lm(白光)﹦0.30lm(红)﹢0.59lm(绿)﹢0.11lm(蓝)
即产生白光时，三基色的比例关系是不等的，这给实际使用带 来一些不方便。
第2章 美工图像处理基本操作
图 2-34
图 2-35
2.3.5 对齐、分布和排列图层 在实际设计时，除了使用参考线、网格等来对齐图像外，还可通过对齐与分布来对齐图像。 在对图像进行分布和对齐时，首先要选中这些图像所在的图层或对图层进行链接，然后选择 “图层＞对齐”或“图层＞分布”菜单中的子命令来进行对齐和分布操作。 2.3.6 合并图层和盖印图层 1. 合并图层 • 向下合并 • 合并可见图层 • 拼合图像
图 2-18
4. 扭曲 选择“编辑＞变换＞扭曲”命令，显示变
换控制框，将鼠标指针移到变换框外，当鼠标 指针变为 形状时按住鼠标左键不放并拖动， 可以对图像进行扭曲，如图 2-19 所示。
图 2-19
5. 透视 选择“编辑＞变换＞透视”命令，显示变换控制框，将鼠标指针移到变换框的任意一个角的 控制点上，当鼠标指针变为 形状时按住鼠标左键不放并拖动，拖动方向上的另一个角点也会随 之变换，得到梯形，如图 2-20 所示。 6. 变形 选择“编辑＞变换＞变形”命令，会出现一个 3×3 的变形控制框，拖动边框中的任意一个控 制点都可以对图像进行变形，如图 2-21 所示。
图 2-25
2.3.1 选择和重命名图层 在对图层进行编辑时，首先需要选中图层，当前处于选中状态的图层称为当前图层。 若要在多个图层中快速找到需要的图层，可以对图层进行重命名。 1. 选择图层 在“图层”面板中单击某个图层即可将其选中，选中的图层以灰色底显示。 若要选择多个图层，可先选中第一个图层，然后按住【Shift】键不放，单击选择最后一个图 层，则可选中两个图层之间的所有图层，如图 2-26 所示；按住【Ctrl】键依次单击图层可选择 多个不连续的图层，如图 2-27 所示。
按钮即可存储图像文
件，如图 2-5 所示。
Photoshop图像处理最全课件完整版ppt全书电子教案全套教学教程PPT课件
第1章 图像处理基础知识
本章简介：
本章主要介绍Photoshop图 像处理的基础知识，包括位图与 矢量图、分辨率、图像色彩模式 和文件常用格式等。通过本章的 学习，可以快速掌握这些基础知 识，有助于更快、更准确地处理 图像。
课堂学习目标
了解位图、矢量图和分辨率。 熟悉图像的不同色彩模式。 熟悉软件常用的文件格式。
1.4.6 EPS格式
EPS （ Encapsulated Post Script ） 格 式 是 Illustrator 和 Photoshop之间可交换的文件格式。Illustrator软件制作出来 的 流 动 曲 线 、 简 单 图 形 和 专 业 图 像 一 般 都 存 储 为 EPS 格 式 。 Photoshop可以获取这种格式的文件。在Photoshop中，也可 以把其他图形文件存储为EPS格式，在排版类的PageMaker和 绘图类的Illustr保存图像 关闭图像
2.2.1 新建图像
选择“文件 > 新建”命令，或按Ctrl+N组合键，弹出“新建文档” 对话框。根据需要单击类别选项卡，选择需要的预设新建文档；或在 右侧的选项中修改图像的名称、宽度和高度、分辨率和颜色模式等预 设数值新建文档，单击图像名称右侧的 按钮，新建文档预设。设置完 成后单击“创建”按钮，即可完成新建图像。
2.2.4 关闭图像
将图像进行存储后，可以将其关闭。选择“文件 > 关闭”命令， 或按Ctrl+W组合键，可以关闭文件。关闭图像时，若当前文件被修改 过或是新建的文件，则会弹出提示对话框，单击“是”按钮即可存储 并关闭图像。
2.3 图像的显示效果
100%显示图像 放大显示图像 缩小显示图像 全屏显示图像 图像的移动 图像的窗口显示 观察放大图像
本章简介：
本章主要介绍Photoshop图 像处理的基础知识，包括位图与 矢量图、分辨率、图像色彩模式 和文件常用格式等。通过本章的 学习，可以快速掌握这些基础知 识，有助于更快、更准确地处理 图像。
课堂学习目标
了解位图、矢量图和分辨率。 熟悉图像的不同色彩模式。 熟悉软件常用的文件格式。
1.4.6 EPS格式
EPS （ Encapsulated Post Script ） 格 式 是 Illustrator 和 Photoshop之间可交换的文件格式。Illustrator软件制作出来 的 流 动 曲 线 、 简 单 图 形 和 专 业 图 像 一 般 都 存 储 为 EPS 格 式 。 Photoshop可以获取这种格式的文件。在Photoshop中，也可 以把其他图形文件存储为EPS格式，在排版类的PageMaker和 绘图类的Illustr保存图像 关闭图像
2.2.1 新建图像
选择“文件 > 新建”命令，或按Ctrl+N组合键，弹出“新建文档” 对话框。根据需要单击类别选项卡，选择需要的预设新建文档；或在 右侧的选项中修改图像的名称、宽度和高度、分辨率和颜色模式等预 设数值新建文档，单击图像名称右侧的 按钮，新建文档预设。设置完 成后单击“创建”按钮，即可完成新建图像。
2.2.4 关闭图像
将图像进行存储后，可以将其关闭。选择“文件 > 关闭”命令， 或按Ctrl+W组合键，可以关闭文件。关闭图像时，若当前文件被修改 过或是新建的文件，则会弹出提示对话框，单击“是”按钮即可存储 并关闭图像。
2.3 图像的显示效果
100%显示图像 放大显示图像 缩小显示图像 全屏显示图像 图像的移动 图像的窗口显示 观察放大图像
数字图像处理二值图像处理PPT课件
图6-8 曲线的链码表示
第14页/共57页
(d) 边界的8链码表
•链 码 的 表 示 方 法 具 有 下 面 一 些 有 趣 的 特 性 ： • ① 如果曲线上的像素数目为N，那么链码的长度则为N-1； • ② 链码是和起点相关的，不同的起点可以得到不同的链码表示。 • ③ 链码具有平移的不变性，也就是说曲线的位置变动不改变其链码结构； • ④ 曲线的旋转将使得得到的链码中的每个元素分量增加相同的数值。
• 对于离散的的数字图像f(i,j)，矩定义为：
• 对于二值图像，在目标区域R有f(i,j)=1，背景区域f(i,j)=0，因此：
M 1 N 1
mpq
i p j q f (i, j) p, q 0,1,2
i0 j0
mpq
ip jq
(i, j)R
第22页/共57页
• 同样的，考察二值图像各阶矩，我们可以知道，其零阶矩m00为目标区域的面 积，也即区域中包含的点数；假设
• ② 对称性：
；
• ③ 三角不等式：
d(A, B) 0
d(A, B) d(B, A) d(A,C) d(A, B) d(B,C)
第2页/共57页
•假 设 计 算 点 P ( a , b ) 与 Q ( c , d ) 间 距 离 可 以 采 取 下 面 的 几 种 定 义 形 式 ：
•
① 欧几里德距离，用来De表示，如下式所示：
阶矩称为惯性矩。
•中心矩 ：
pq (x x) p ( y y)q f (x, y)dxdy p, q 0,1,2
第21页/共57页
• 低阶矩主要描述区域的面积、转动惯量、质心等等，具有明显得几何意义，而高 阶矩一般主要描述区域的细节特征，比如三阶矩描述扭曲度，四阶矩描述峰值的状 态等等，一般来说高阶矩受到图像离散化等的影响，高阶矩一般在应用中不一定十 分准确。
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(d) 边界的8链码表
•链 码 的 表 示 方 法 具 有 下 面 一 些 有 趣 的 特 性 ： • ① 如果曲线上的像素数目为N，那么链码的长度则为N-1； • ② 链码是和起点相关的，不同的起点可以得到不同的链码表示。 • ③ 链码具有平移的不变性，也就是说曲线的位置变动不改变其链码结构； • ④ 曲线的旋转将使得得到的链码中的每个元素分量增加相同的数值。
• 对于离散的的数字图像f(i,j)，矩定义为：
• 对于二值图像，在目标区域R有f(i,j)=1，背景区域f(i,j)=0，因此：
M 1 N 1
mpq
i p j q f (i, j) p, q 0,1,2
i0 j0
mpq
ip jq
(i, j)R
第22页/共57页
• 同样的，考察二值图像各阶矩，我们可以知道，其零阶矩m00为目标区域的面 积，也即区域中包含的点数；假设
• ② 对称性：
；
• ③ 三角不等式：
d(A, B) 0
d(A, B) d(B, A) d(A,C) d(A, B) d(B,C)
第2页/共57页
•假 设 计 算 点 P ( a , b ) 与 Q ( c , d ) 间 距 离 可 以 采 取 下 面 的 几 种 定 义 形 式 ：
•
① 欧几里德距离，用来De表示，如下式所示：
阶矩称为惯性矩。
•中心矩 ：
pq (x x) p ( y y)q f (x, y)dxdy p, q 0,1,2
第21页/共57页
• 低阶矩主要描述区域的面积、转动惯量、质心等等，具有明显得几何意义，而高 阶矩一般主要描述区域的细节特征，比如三阶矩描述扭曲度，四阶矩描述峰值的状 态等等，一般来说高阶矩受到图像离散化等的影响，高阶矩一般在应用中不一定十 分准确。
图像处理基础教程(Photoshop CS5)第2章_选区
• 2.1.1 规则选框工具
• Photoshop CS5 提供了 4 个选框工具用于创建形状规则的选区，包括 矩形选框工具、椭圆选框工具、单行选框工具、单列选框工具，分别 用于建立矩形、椭圆、单行、单列选区。
• • 1. 创建规则选区 • （1）矩形选框工具
提示：按 Shift 键可创建正方形选区，按【Alt】键可创建以起点为中心的选区，按【Shift】 +【 Alt】 键可创建以 起点为中心的正方形。
。
2014-11-15
2.2管理编辑选区
• • • • 选区创建后，为使编辑图像更精确，还需对选区进行编辑。选区可多次对其进行编辑操作， 以得到满意的选区状态，用户可能对某一个选区进行扩大、缩小、操作，也可能需要对该 选区进行缩放、旋转等变换操作才可能得到满意结果。 2.2.1 移动选区 2.2.2 变换选区 利用“变换选区”命令可以直接改变选区的形状，而不会对选区的内容进行更改。
2014-11-15
2.1 创建选区的基本方法
• • • • • • • • • • • • （2）椭圆选框工具
提示：按 【Shift】 + 【M】键可以快速选择椭圆选框工具；按【Shift】键可以创建正圆选区；按【Alt】键可以创建以起点为中心的选区；按【Shift】 + 【Alt】 键可以创建 以起点为中的正圆形选区。
提示：运用多边形套索工具创建选区时，按住【Shift】键的同时单击鼠标左键，可以沿水平、垂直或 45°方向 创建选区。在运用套索工具或多边形套索 工具时，按【Alt】键可以在两个工具之间进行切换。
3. 运用磁性套索工具创建选区 磁性套索工具主要适用于快速选择与背景对比强烈并且边缘复杂的对象，它 可以沿着图像的边缘生成选区。
第二章数字图像处理基础
数字图像处理
第二章 数字图像处理基础
视觉感知要素 图像感知和获取 图像取样和量化 象素间的一些基本关系 线性和非线性操作
2.1 视觉感知要素
眼睛的构造: (人眼包含有三层膜)
眼角膜与巩膜外壳 脉络膜 (前面睫状体 虹膜 晶状体) 视网膜 (视网膜表面的分离光
接收器提供图案视觉, 分为锥状体、杆状体)
感觉的亮度区域不是简单的取决于强度，还与周围的背景有关
2.1 视觉感知要素
视觉错觉
光幻觉是人视觉系 统所特有的，迄今 还没有清楚的解释。 由于以上各种特殊 现象，在进行图像 处理时，应该采取 一些特殊的补偿措 施。
图和背景反转的图形
在错觉 中，眼 睛填上 了不存 在的信 息或错 误地感 知物体 的几何 特点。
2.1 视觉感知要素
辨别光强度变化的能力
典型实验
韦伯比
可辨别增I C量/的I 50%IC
图2.5 用于描述亮度辨别特性的基本实验
图2.6 作为强度函数的典型韦伯比
当背景光保持恒定时,改变其他光源亮度,从不能察觉到可以察觉间变化,一 般观察者可以辨别12到24级不同强度的变化.
低照明级别，亮度辨别(杆状体)较差;高照明级别，亮度辨别(锥状体)较好。
几何错觉图形
2.2 光和电磁波谱
电磁波谱可以用波长( )、频率( )或能量来描述
c 光速
E hv
h 普朗克常量
为波长, 为频率, E为电磁波能量
光速c 2.998 108 m/s 普朗克常数 h＝6.626068 ×10－34 m2 kg / s
2.2 光和电磁波谱
电磁波是能量的一种，任何有能量的物体，都会释放电磁波。
D8距离：D8(p,q)=max(|x-s|,|y-t|) (距离小于等于r的像素形成中心在（x,y）的方形)
第二章 数字图像处理基础
视觉感知要素 图像感知和获取 图像取样和量化 象素间的一些基本关系 线性和非线性操作
2.1 视觉感知要素
眼睛的构造: (人眼包含有三层膜)
眼角膜与巩膜外壳 脉络膜 (前面睫状体 虹膜 晶状体) 视网膜 (视网膜表面的分离光
接收器提供图案视觉, 分为锥状体、杆状体)
感觉的亮度区域不是简单的取决于强度，还与周围的背景有关
2.1 视觉感知要素
视觉错觉
光幻觉是人视觉系 统所特有的，迄今 还没有清楚的解释。 由于以上各种特殊 现象，在进行图像 处理时，应该采取 一些特殊的补偿措 施。
图和背景反转的图形
在错觉 中，眼 睛填上 了不存 在的信 息或错 误地感 知物体 的几何 特点。
2.1 视觉感知要素
辨别光强度变化的能力
典型实验
韦伯比
可辨别增I C量/的I 50%IC
图2.5 用于描述亮度辨别特性的基本实验
图2.6 作为强度函数的典型韦伯比
当背景光保持恒定时,改变其他光源亮度,从不能察觉到可以察觉间变化,一 般观察者可以辨别12到24级不同强度的变化.
低照明级别，亮度辨别(杆状体)较差;高照明级别，亮度辨别(锥状体)较好。
几何错觉图形
2.2 光和电磁波谱
电磁波谱可以用波长( )、频率( )或能量来描述
c 光速
E hv
h 普朗克常量
为波长, 为频率, E为电磁波能量
光速c 2.998 108 m/s 普朗克常数 h＝6.626068 ×10－34 m2 kg / s
2.2 光和电磁波谱
电磁波是能量的一种，任何有能量的物体，都会释放电磁波。
D8距离：D8(p,q)=max(|x-s|,|y-t|) (距离小于等于r的像素形成中心在（x,y）的方形)
数字图像处理课件ppt课件
9
• 1.2.3 数字图像处理的特点 • 1．具有数字信号处理技术共有的特点。如： • （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可能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。原始模拟图像可以来自
多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的 波谱图像、超声波图像或红外图像。
1.3 基本的图像处理系统
• 图像处理系统包括
– 图像处理硬件和图像处理软件。
• 1.3.1 图像处理硬件 • 微机图像处理硬件系统主要
– 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。 13
图1.7 基本的数字图像处理系统
统。
• 3．图像处理开发工具
– （1）VC++面向对象可视化集成工具 – （2）MATLAB的图像处理工具箱 – （3）图像应用软件：Photoshop、CorelDRAW、
ACDSee
22
1.4 数字图像处理的应用与发展趋势
• 1.4.1 数字图像处理的应用 • 1．航天和航空技术方面的应用 • 2．生物医学工程方面的应用 • 3．通信工程方面的应用 • 4．工业自动化和机器人视觉方面的应用 • 5．军事和公安方面的应用 • 6．生活和娱乐方面的应用
– 像素（picture element，简称pixel）
• 一幅图像可以用二维矩阵表示。
4
图1.1 自然景物图像
(a)原图
(b)将原图放大4倍
• 图像的数字化包括两个主要步骤：离散和量化
5
• 1.1.2 图像处理的发展简史 • 数字图像处理首次成功地应用在1964年美国
• 1.2.3 数字图像处理的特点 • 1．具有数字信号处理技术共有的特点。如： • （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可能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。原始模拟图像可以来自
多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的 波谱图像、超声波图像或红外图像。
1.3 基本的图像处理系统
• 图像处理系统包括
– 图像处理硬件和图像处理软件。
• 1.3.1 图像处理硬件 • 微机图像处理硬件系统主要
– 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。 13
图1.7 基本的数字图像处理系统
统。
• 3．图像处理开发工具
– （1）VC++面向对象可视化集成工具 – （2）MATLAB的图像处理工具箱 – （3）图像应用软件：Photoshop、CorelDRAW、
ACDSee
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1.4 数字图像处理的应用与发展趋势
• 1.4.1 数字图像处理的应用 • 1．航天和航空技术方面的应用 • 2．生物医学工程方面的应用 • 3．通信工程方面的应用 • 4．工业自动化和机器人视觉方面的应用 • 5．军事和公安方面的应用 • 6．生活和娱乐方面的应用
– 像素（picture element，简称pixel）
• 一幅图像可以用二维矩阵表示。
4
图1.1 自然景物图像
(a)原图
(b)将原图放大4倍
• 图像的数字化包括两个主要步骤：离散和量化
5
• 1.1.2 图像处理的发展简史 • 数字图像处理首次成功地应用在1964年美国
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字
图 • 图像子图邻接的定义
像 处 理
如果两个图像子集S1和S2中的某些像素是 邻接的，则称S1和S2是邻接的。
基 础
知
识
第 • 路径（通路）的定义
二 章
― 一条从具有坐标(x,y)的像素p,到具有坐标(s,t)
数 的像素q的路径，是具有坐标
字 图
(x0,y0),(x1,y1),...,(xn,yn)的不同像素的序列。其中，
（1，1）（2，1） (m，1）
图
（1，1） （2，1） （3，1）
像
（1，N）
处
理
（c) 按每个像素存储各波段数据
基
础
知
识
2.1.4 像素间的一些基本关系
第 1.相邻像素
二 章
• 4-邻域定义
数
像素p(x,y)的4-邻域是：(x+1,y) ；(x-1,y)；
字 (x,y+1)； (x,y-1)
图 像
数 用N8(p)表示p的8-邻域。
字 图
N8(p)=N4(p) + ND(p)
像
处
理
基
础
知
识
第
二 章
2. 像素的连通性
数 连通性是描述区域和边界的重要概念
字 图
两个像素连通的两个必要条件是：
像 处
― 两个像素的位置是否相邻
理 ― 两个像素的值是否满足特定的相似性
基 础
准则（或者是否相等）
知
识
• 4-连通的定义
第
组即比特面（bit plane）
二
中的方式。对于n个比特
章
面
面
的浓淡图像，要准备n个
数
n-1
字
M
图
1 *
像
N (I.J)
处
理
基
1
础 第(I,J) n-1
知 像素的 灰度值
识
n比特
2 1 0 比特面。在比特面k中
1 *
11 **
（k=0，1，...，n-1）， 存储的是以二维形式排
(I,J) 列着的各个像素值的第k
用N4(p)表示p的4-邻域。
处
理
基
础
知
识
第 • D-邻域定义
二
像素p(x,y)的D-邻域是：(x+1,y+1) ；
章 (x+1,y-1)； (x-1,y+1)； (x-1,y-1)
数 字
用ND(p)表示p的D-邻域。
图
像
处
理
基
础
知
识
• 8-邻域定义
第 像素p(x,y)的8-邻域是：
二
章
4-邻域的点 + D-邻域的点
第 21.3 图像的表示和数据结构
二 章 1 二维数组
数 字
这是把数字图像中各像素的值，对应于二维数
图 组相应的各元素加以存储的方式。这适于灰度级大
像 处
的浓淡图像的存储以及在通用计算机中容易处理，
理 所以是最常采用的。
基
础
在采用二维数组的方式中，还有比特面方式。
知
识
比特面方式
把图像存储到能按
比特进行存取的二维数
第
对于具有值V的像素p和q ,如果q在集合N4(p)
二 中,则称这两个像素是4-连通的。 章
数
字
图
像 处
• 8-连通的定义
理 基 础
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。
知
识
• m-连通的定义
第 对于具有值V的像素p和q ，如果:
二 章 数 字
(i) q在集合N4(p)中，或
第 具有分层性,其代表有锥形结构。
二 章
锥形结构 是对2k2k个像素形成的图像，看成是分辨率（ 2020 ～ 2k2k：但2020不具有反映输入图像二维构造的信息）不同的k+1幅图像
数 的层次集合。从输入图像I0开始，顺序产生像素数纵横都变为1/2的一个
字 一个的图像I1，I2，…。此时，作为图像IL的各像素的值，就是它前一个
J
像素地址 (J-1)*M+I
第
二
章
其次,也有不是存储图像全体,而只是把应该
数 字
存储的像素的信息,按照一定规则存储到一维数组
图 中去的方法。这种方法主要是在二维图像中用来
像 处
存储图像的轮廓线信息等。具体来讲是坐标序列，
理 链码等。
基
础
知
识
3. 分层结构
由原始图像开始依次构成像素数愈来愈少的图像，就能使数据表示
比特（0或者1）的数据。
1 0 1 另一方面，也有n个同样
2 1 0 大小的二维数组，把它
作为n个比特面考虑，从
而把二维图像存储到各
（如：灰度100与01100100对应）
比特面中。
第 2. 一维数组 二 章
数 字行
1
图2 像: 处J 理: 基 础 知 识
M
一维数组
行
1
2
3
N
M
M
(I,J)
把图像数据存储到一维数组中
数
对于二值图像，横纵都接连不断地二等分，如
字 果被分割部分的图像中全体都变成白的或黑的时，
图 像
这一部分则不再分割。用这种方法，可以把图像用
处 树结构（4杈树）来表示。这可以用在特征提取和
理 基
信息压上是对单幅图像的表示方法。
识
第 5. 多波段图像的数据结构
二 在彩色图像（红、绿、蓝），或把同一对象用
图 图像IL-1的相应的22像素的平均值（一般采用平均值，但也可以采用能
像 表示22像素的性质的某个值)。
处
I
理
基
础
知
4像素灰度
I 22 I1 44
识
值的平均值
I0
88
锥形结构
4. 树结构
第 二 章 数 字 图 像 处 理 基 础 知 识
图像的4杈树
二值图像 （0，1的分布）
第 图像的四杈树
二
章
(ii) q在集合ND(p)中并且N4(p)与N4(q)的交集 为空（没有值V的像素）。
图 则称这两个像素是m-连通的，即4-连通和D-连
像 处
通的混合连通。
理
基
础
知
识
• 像素邻接的定义
第 二
―如果像素p和q是连通的，则称p邻接于q。
章 ―我们可以用定义连通的方法，定义4-邻接、
数 8-邻接和m-邻接。
像 N 像素
处
理
基
M像素
础
知
识
波段1
波段2
(1,1) (2,1) (M,N) (1,1)
(M,N)
(a) 按每个波段存储图像
第
二
章
波段n
数
波段2
字 波段1
图
像
处
理
基
础
知
识
M像素 N
波段 1 2 …… n 1 2 …. n
第一行
第二行
(b) 按各条扫描线存储各波段数据
第
二
章
波段1
波段n
波段1
数 字
像 (x0,y0) = (x,y)， (xn,yn) =(s,t) ，并且像素(xi,yi)
处 理
邻接于(xi-1,yi-1) ，1 i n，n是路径的长度。
基 ― 我们可以用定义邻接的方法定义4-路径8-路径
础 知
和m-路径。
识
第 二 章 数 字 图 像 处 理 基 础 知 识
章 多个不同的波长拍摄的多波段图像（多谱图像）中，
数 字
各个像素包含着多个图像的信息。这类图像数据的
图 处理，以多谱图像为例，有下列方法：
像
处
① 按每个波段存储图像，
理
基
② 按每个扫描线存储各个波段的数据，
础
知
③ 按每个像素存储各个波段的数据。
识
多重图像数据的存储方法
第 二 章
数
字
波段n 波段2
图 波段1