03_数字图像处理基本运算_Prt

-
=
第三章 数字图像处理基本运算
14
图像运算—逻辑运算
逻辑运算—求反、异或、或、与
¾求反的定义
g(x,y) = R - f(x,y)
R为f(x, y)的灰度级。
¾主要应用举例
9获得一个图像的负像 9获得一个子图像的补图像
第三章 数字图像处理基本运算16ຫໍສະໝຸດ 4图像运算—逻辑运算
逻辑运算—求反、异或、或、与
¾从原图像坐标计算出目标图像坐标
9镜像、平移变换使用这种计算方法
x
x’
. (x’,y’)
. (x,y)
y
y’
第三章 数字图像处理基本运算
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9
图像的空域变换—几何变换
向后映射计算法
g(a’(x,y), b’(x,y)) = f(x,y);
¾从结果图像的坐标计算原图像的坐标
9旋转、缩放、变形可以使用
¾ 在图像量化中，有非均匀量化技术。当灰度级低的时候用它比较 有效。但是为什么在灰度级级数高时几乎不用？
作业
¾ 自习“视觉的空间性质”与“视觉的时间特性”，初步了解图像时空 特性在人眼中的作用。
实验
¾ 利用已有程序文件，通过编程练习打开和显示BMP图像 ¾ 利用Photoshop软件或通过编程，对不同的图像，进行直方图显
C(x,y) = A(x,y) × B(x,y)
主要应用举例 ¾ 图像的局部显示
9用二值蒙板图像与原图像做乘法
第三章 数字图像处理基本运算
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图像运算—代数运算
检测同一场景两幅图像之间的变化
设： 时间1的图像为T1(x,y)， 时间2的图像为T2(x,y)
g(x,y) = T2 (x,y) - T1(x,y)
示、彩色变换、伪彩色处理等，巩固本单元所学内容
3
上次课复习
基本概念 ¾ 图像的表示——I=f(x, y)
¾ 图像的质量——灰度、对比度、客观评价指标 ¾ 人类的视觉模型、图像的颜色——三基色假说、
RGB、HSI模型、CIE色度图 ¾ 图像的描述——二值图像、灰度图像、彩色图
像、图像文件格式 ¾ 图像的直方图——定义、基本性质
d y = −1 dx =1
第三章 数字图像处理基本运算
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8
图像的空域变换—几何变换
基本几何变换的特征
¾坐标空间的变化
9范围发生变化 9大小发生变化
¾像素值的变化
9像素值不发生变化——位置改变 9像素值发生变化——旋转、缩放、变形变换
第三章 数字图像处理基本运算
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图像的空域变换—几何变换
离散几何变换的计算问题
⎡cos(θ)
⎢ ⎢
y'⎥⎥
= ⎢⎢b(x,y)⎥⎥
=
⎢ ⎢
sin(θ
)
⎢⎣ 1 ⎥⎦new ⎢⎣ 1 ⎥⎦new ⎢⎣ 0
− sin(θ) cos(θ )
0
0⎤⎡ x⎤ 0⎥⎥⎢⎢ y⎥⎥ 1⎥⎦⎢⎣1⎥⎦old
第三章 数字图像处理基本运算
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图像的空域变换—几何变换
旋转变换的注意点
1）图像旋转之前，为 了避免信息的丢失， 一定有平移坐标， 具体的做法有如图
⎥ ⎥
⎢ ⎢
sin(θ
)
cos(θ )
0
⎥ ⎥
⎢ ⎢
0
1
−
y0
⎥ ⎥
⎢ ⎢
y
⎥ ⎥
⎢⎣ 1 ⎥⎦new ⎢⎣ 0 0 1 ⎥⎦ ⎢⎣ 0
0 1 ⎥⎦ ⎢⎣ 0 0 1 ⎥⎦ ⎢⎣ 1 ⎥⎦tl &r &rtl
第三章 数字图像处理基本运算
经过插值处理之后，图像效果就变得自然。
第三章 数字图像处理基本运算
28
7
图像的空域变换—几何变换
缩放变换: x方向缩放c倍，y方向缩放d倍
a(x,y) = x × c;
b(x,y) = y × d;
⎡ ⎢ ⎢ ⎢⎣
x' y' 1
⎤ ⎥ ⎥ ⎥⎦new
=
⎡a ⎢⎢b ⎢⎣
( (
x, x, 1
y y
第三章 数字图像处理基本运算
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3
图像运算—代数运算
去除不需要的叠加性图案
设：背景图像b(x,y)，前景背景混合图像f(x,y)
g(x,y) = f(x,y) – b(x,y)
g(x,y) 为去除了背景的图像。
电视制作的蓝屏技术就基于此
第三章 数字图像处理基本运算
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图像运算—代数运算
乘法的定义
g(x,y) = (g0(x,y)+g1(x,y)+…+ gM(x,y))/M
当：噪音h(x,y)i为互不相关，且均值为0时， 上述图像均值将降低噪音的影响。
第三章 数字图像处理基本运算
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图像运算—代数运算
减法的定义 C(x,y) = A(x,y) - B(x,y)
主要应用举例
¾ 去除不需要的叠加性图案 ¾ 检测同一场景两幅图像之间的变化
) )
⎤ ⎥ ⎥ ⎥⎦new
=
⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣
1 c 0
0
0
1 d 0
0 0 1
⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥⎦
⎡ ⎢ ⎢ ⎢⎣
x y 1
⎤ ⎥ ⎥ ⎥⎦old
c, d 相等，按比例缩放
c, d 不相等，不按比例缩放—几何畸变
第三章 数字图像处理基本运算
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图像的空域变换—几何变换
¾例：图像的错切变换
图像的错切变换实际上是景物在平面上的非 垂直投影效果。
y
⎡ x' ⎤
⎡a ( x, y ) ⎤
⎡ 1 0 x0 ⎤⎡ x ⎤
⎢ ⎢
y'
⎥ ⎥
=
⎢⎢b (
x,
y
)
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢
0
1
y0
⎥⎢ ⎥⎢
y
⎥ ⎥
⎢⎣ 1 ⎥⎦new ⎢⎣ 1 ⎥⎦new ⎢⎣ 0 0 1 ⎥⎦⎢⎣ 1 ⎥⎦old
0,0
第三章 数字图像处理基本运算
x
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图像的空域变换—几何变换
垂直镜像
图像运算—点运算
线性点运算
Iout ( x, y ) = a ∗ Iin ( x, y )+ b
¾ a=1，b=0： ¾ a<0： ¾ |a|>1： ¾ |a|<1： ¾ b>0： ¾ b<0：
恒等 黑白反转 增加对比度 减小对比度 增加亮度 减小亮度
第三章 数字图像处理基本运算
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图像运算—点运算
y
a(x,y) = x;
b(x,y) = -y
0,0
第三章 数字图像处理基本运算
x
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6
图像的空域变换—几何变换
旋转变换:绕原点旋转α度 设: a(x,y) = x * cos(α) - y * sin(α)
b(x,y) = x * sin(α) + y * cos(α)
⎡ x'⎤
⎡a( x, y )⎤
¾异或运算的定义 g(x,y) = f(x,y) ⊕ h(x,y) ¾主要应用举例
9获得相交子图像
第三章 数字图像处理基本运算
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图像的空域变换
几何变换
¾ 基本变换 ¾ 灰度插值
非几何变换
¾ 模板运算 ¾ 灰度变换 ¾ 直方图变换
第三章 数字图像处理基本运算
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图像运算—逻辑运算
逻辑运算—求反、异或、或、与
数字图像几何变换的计算
第三章 数字图像处理基本运算
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5
图像的空域变换—几何变换
基本几何变换的定义
对于原图像f(x,y)，坐标变换函数 x’ = a(x,y); y’ = b(x,y)
唯一确定了几何变换：
g(x’,y’) = f(a(x,y), b(x,y)) g(x,y)是目标图像
第三章 数字图像处理基本运算
所示的两种方法。
第三章 数字图像处理基本运算
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图像的空域变换—几何变换
旋转变换:绕原点旋转α度
y
α
0,0
第三章 数字图像处理基本运算
x
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图像的空域变换—几何变换
旋转变换的注意点
图像的旋转注意点：
2）图像旋转之后，会出现许多的空洞点，对 这些空洞点必须进行填充处理，否则画 面效果不好。称这种操作为插值处理。
与运算的定义
¾ g(x,y) = f(x,y) ∧ h(x,y)
主要应用举例
¾ 求两个子图像的相交子图
∧
=
第三章 数字图像处理基本运算
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图像的空域变换—几何变换
基本几何变换的定义 常用的基本几何变换
¾ 平移变换 ¾ 旋转变换 ¾ 镜像变换：水平镜像、垂直镜像 ¾ 放缩变换 ¾ 拉伸变换
¾ 注意计算的顺序 ¾ 将多级变换合并为一级变换
例：围绕任意坐标点的旋转（x0, y0）
(1) 将（x0, y0）点平移至坐标原点（0, 0） (2) 旋转 (3) 平移回（x0, y0）点
第三章 数字图像处理基本运算
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图像的空域变换—几何变换
⎡x⎤
(3)
⎢ ⎢
y
⎥ ⎥
⎡ 1 0 − x0 ⎤ ⎡ x ⎤
⎡x⎤
⎡ cos (θ ) − sin (θ ) 0 ⎤ ⎡ x ⎤
(2)
⎢ ⎢
y
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢
sin
(
θ
)
cos (θ )