数字图像处理技术与图像图形学基本教程(闫敬文编著)思维导图
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数字图像处理_课件_4
j2π
e jπW ]
t
A [ejπW e jπW ] AW sin(πW )
j2π
(πW )
AW sin c(πW )
sin e j e j
2j
μ
sinc(m) sin( m) ( m)
sinc函数 14
数第 字四 图章 像频 处率 理域
滤 波
➢ 通常，傅里叶变换包含复数项，且为显示目的，
f (t) ★ h(t) 1H()F()
f (t) ★ h(t) H()F() 18
卷积定理_第2部分
数 第 2. 空间域中两个函数乘积的傅里叶变换等于两
字四 图章
个函数的傅里叶变换在频率域中的卷积。
像频 处率
f (t)h(t) H () ★ F ()
理域 滤
反过来，如果有两个傅里叶变换的卷积，可
sT (t) (t nT ) n sΔT(t)
…
…
t
… -3ΔT -2ΔT -ΔT 0
ΔT 2ΔT 3ΔT …
11
4.2.4 连续变量函数的傅里叶变换
数 第
字四
{ f (t)} F ()
f (t)e j2πtdt
图章
像频
处率
理 域 滤
f (t) 1{F (u)} F ()e j2πtd
波
…
…
μ
-2/ΔT -1/ΔT
0
1/ΔT 2/ΔT
F~(μ)
欠取样条件下取样后的 函数的傅里叶变换
…
…
μ
-3/ΔT -2/ΔT -1/ΔT 0 1/ΔT 2/ΔT 3/ΔT
26
4.3.3 取样定理
数第 字四 图章 像频 处率 理域
e jπW ]
t
A [ejπW e jπW ] AW sin(πW )
j2π
(πW )
AW sin c(πW )
sin e j e j
2j
μ
sinc(m) sin( m) ( m)
sinc函数 14
数第 字四 图章 像频 处率 理域
滤 波
➢ 通常，傅里叶变换包含复数项，且为显示目的，
f (t) ★ h(t) 1H()F()
f (t) ★ h(t) H()F() 18
卷积定理_第2部分
数 第 2. 空间域中两个函数乘积的傅里叶变换等于两
字四 图章
个函数的傅里叶变换在频率域中的卷积。
像频 处率
f (t)h(t) H () ★ F ()
理域 滤
反过来，如果有两个傅里叶变换的卷积，可
sT (t) (t nT ) n sΔT(t)
…
…
t
… -3ΔT -2ΔT -ΔT 0
ΔT 2ΔT 3ΔT …
11
4.2.4 连续变量函数的傅里叶变换
数 第
字四
{ f (t)} F ()
f (t)e j2πtdt
图章
像频
处率
理 域 滤
f (t) 1{F (u)} F ()e j2πtd
波
…
…
μ
-2/ΔT -1/ΔT
0
1/ΔT 2/ΔT
F~(μ)
欠取样条件下取样后的 函数的傅里叶变换
…
…
μ
-3/ΔT -2/ΔT -1/ΔT 0 1/ΔT 2/ΔT 3/ΔT
26
4.3.3 取样定理
数第 字四 图章 像频 处率 理域
第一章 数字图像处理基础 PPT课件
在灰度级变化尖锐的区域，用细腻的采样， 在灰度级比较平滑的区域，用粗糙的采样
数字图像处理基础
图像的采样和量化 数字图像的表示 数字图像的质量 像素间的一些基本关系
数字图像的表示
二维离散亮度函数——f(x,y)
x，y说明图像像素的空间坐标 函数值f代表了在点(x,y)处像素的灰度值
图像处理 计算机视觉 基于内容的图像、视频检索 人脸识别、指纹识别、掌纹识别、虹膜识别 图像分类、图像和视频的语义概念检测、……
成绩 出勤+作业30%， 考试成绩70% 考试闭卷完成（基本概念、原理和算法）
第一章 数字图像处理基础
兰州理工大学电信学院
数字图像处理基础 概述
数字图像处理
兰州理工大学电信学院
教材
教材
Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods. Digital Image Processing (Second Edition)，Prentice Hall，2003. Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods 著，阮秋琦、阮宇智等译. 数字图像处理 （第二版），电子工业出版社，2003年。
图像采样
图像空间坐标(x,y)的数字化被称为图像采样 确定水平和垂直方向上的像素个数N、M
图像的量化
图像幅值的数字化被称为图像的量化，如量化 到256个灰度级
rk
图像的采样与数字图像的质量
图像的采样与数字图像的质量
图像的采样与数字图像的质量
(a)
(b)
(c)
(d)
(e) (f)
y
y
x
x
什么是数字图像？
像素组成的二维排列，可以用矩阵表示 对于单色（灰度）图像而言，每个像素的亮度用 一个数值来表示，通常数值范围在0到255之间，0 表示黑、255表示白，其它值表示处于黑白之间的 灰度 彩色图像可以用红、绿、蓝三元组的二维矩阵来 表示。通常，三元组的每个数值也是在0到255之间， 0表示相应的基色在该像素中没有，而255则代表相 应的基色在该像素中取得最大值
数字图像处理基础
图像的采样和量化 数字图像的表示 数字图像的质量 像素间的一些基本关系
数字图像的表示
二维离散亮度函数——f(x,y)
x，y说明图像像素的空间坐标 函数值f代表了在点(x,y)处像素的灰度值
图像处理 计算机视觉 基于内容的图像、视频检索 人脸识别、指纹识别、掌纹识别、虹膜识别 图像分类、图像和视频的语义概念检测、……
成绩 出勤+作业30%， 考试成绩70% 考试闭卷完成（基本概念、原理和算法）
第一章 数字图像处理基础
兰州理工大学电信学院
数字图像处理基础 概述
数字图像处理
兰州理工大学电信学院
教材
教材
Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods. Digital Image Processing (Second Edition)，Prentice Hall，2003. Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods 著，阮秋琦、阮宇智等译. 数字图像处理 （第二版），电子工业出版社，2003年。
图像采样
图像空间坐标(x,y)的数字化被称为图像采样 确定水平和垂直方向上的像素个数N、M
图像的量化
图像幅值的数字化被称为图像的量化，如量化 到256个灰度级
rk
图像的采样与数字图像的质量
图像的采样与数字图像的质量
图像的采样与数字图像的质量
(a)
(b)
(c)
(d)
(e) (f)
y
y
x
x
什么是数字图像？
像素组成的二维排列，可以用矩阵表示 对于单色（灰度）图像而言，每个像素的亮度用 一个数值来表示，通常数值范围在0到255之间，0 表示黑、255表示白，其它值表示处于黑白之间的 灰度 彩色图像可以用红、绿、蓝三元组的二维矩阵来 表示。通常，三元组的每个数值也是在0到255之间， 0表示相应的基色在该像素中没有，而255则代表相 应的基色在该像素中取得最大值
数字图像处理_课件_11
33
距离与角度标记图
数第 字十 图一 像章 处表 理示
和 描 述
r θ
A r(θ)
A
0 3 π 5 3 7 2 4 2 4 θ 42 4
(a) r(θ)为常量；
r(θ) 2A
A
0 4
3 24
r θ A
π 5 3 7 2 θ 42 4
(b) 标记图由重复出现的模式r(θ)＝Asecθ, 0≤θ≤π/4
描
储b0和b1的位置，以便在步骤5中使用。
述
2. 令b＝b1和c＝c1 [见图 (c)]。
7
数 第 3. 从c开始按顺时针方向行进，令b的8个邻点为
字十 图一
n1, n2, …, n8。找到标为1的第一个nk。
像章 处表
4.
令b＝nk和c＝nk－1。
理示 和
5.
重复步骤3和步骤4，直到b＝b0且找到的下一
10
数第 字十 图一 像章 处表 理示
和 描 述
➢ 如果给定一个区域而非其边界，那么边界追踪 算法会工作得很好。也就是说，该过程提取一 个二值区域的外边界。
➢ 如果目的是找到一个区域中的孔洞的边界（这 种边界称为该区域的内边界），一种简单的方 法是提取这些孔洞（见9.5.9节），并将它们当 做0值背景上的1值区域来处理。对这些区域应 用边界追踪算法将得到原始区域的内边界。
和r(θ)＝Acscθ, π/4<θ≤π/2构成。
34
两个二值区域的标记图
1. 根据其外部特征（其边界）来表示区域；
2. 根据其内部特征（如组成该区域的像素）表 示它。
3
数 第 ➢ 选择用来作为描绘子的特征都应尽可能
字十 图一
数字图像处理基础知识—图像处理基础(数字图像处理课件)
标 3.明显但不妨碍 等 标
准 4.稍有妨碍
准
5.明显妨碍
6.极妨碍(不能用
)
5.优 4.良 3.中 2.次 1.劣
6.优 5.良 4.中 3.稍次 2.次 1.极次
原联邦 五 +2 好得多 德国、 级 +1好 日本、 标 0相同 英国 准 -1坏
-2坏得多
英国、 七 +3 好得多 EBU等 级 +2 好
数字图像处理基础 1.3图像的视觉原理
表1.2 主观测试分级标准
损伤
质量
比较
每级的主观质量 国别 每级的主观质量 国别
比较的衡量 国别
五 1.不能察觉
原联 五
级 2.刚察觉不讨厌 邦德 级
标 3.有点讨厌
国、 标
准 4.很讨厌
日本 准
5.不能用等Leabharlann 六 1.不能察觉 英国、 六
级 2.刚觉察到 EBU 级
13
项目一 数字图像处理基础 1.3图像的视觉原理
在许多实际应用中，经常得不到参考图像或者获得参考图像付出代价太大，因而 要求算法降低对参考图像的依赖程度。同时，观测者往往并不需要参考图像就能够对图 像质量做出合理的评价。这表明观测者在进行评价时抓住了反映图像质量的最本质的特 征，也说明对无参考算法的研究更有可能揭示人类视觉感知的原理。因而,无参考算法 开始引起众多研究者的关注，相关的研究成果也不断增多,成为未来发展的趋势之一。
3.图像传感器 图像传感器主要完成光／电转换功能。图像传感器按
照结构可以分为两类：CCD型和CMOS型图像传感器，前 者采用光／电耦合器件构成，后者采用金属氧化物器件构成， 两者都采用光/电二极管结构感受入射光并转换为电信号， 区别在于输出电信号所用方式不同。
任明武数字图象处理绪论PPT课件
width=(BmpHeader.biWidth+3)/4*4;
※ GIF(Graphics Interchange Format) 是由CompuServe公司为了方便 网络用户传送图像所定义的。图像最多只能存储256色图像。一个文 件存放多幅图像。调色板数据有通用调色板和局部调色板之分。图 像数据采用LZW(一种基于字典的编码，性能比RLE好)压缩方法。 因此，它经常用于网页的动画、透明等特技制作。
《IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence》, TPAMI 《IEEE Transactions on Image Processing 》,T-IP 《Pattern Recognition》,PR 《Artificial Intelligence》,AI 《Computer Vision and Image Understanding》,CVIU 《Graphical Models and Image Processing》,GMIP 《Machine Vision and Applications》,MVA 《Pattern Recognition Letters》,PRL 《Image and Vision Computing》,IVC
3
其中，f(i,j)表示位置(i,j)处的亮度值。 数字图像F也可用向量表示为：
F f0 , f1,, fm1 T
其中， fi f (i,0), f (i,1),, f (i, n 1)
矩阵中的每个元素对应着图象的一个点或区域，称为象素（pixel） 数字图像具有适合计算机处理和长期存储的特点。 1.1.3 数字图像的存储和习惯说法
2002, Ver1.0
※ GIF(Graphics Interchange Format) 是由CompuServe公司为了方便 网络用户传送图像所定义的。图像最多只能存储256色图像。一个文 件存放多幅图像。调色板数据有通用调色板和局部调色板之分。图 像数据采用LZW(一种基于字典的编码，性能比RLE好)压缩方法。 因此，它经常用于网页的动画、透明等特技制作。
《IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence》, TPAMI 《IEEE Transactions on Image Processing 》,T-IP 《Pattern Recognition》,PR 《Artificial Intelligence》,AI 《Computer Vision and Image Understanding》,CVIU 《Graphical Models and Image Processing》,GMIP 《Machine Vision and Applications》,MVA 《Pattern Recognition Letters》,PRL 《Image and Vision Computing》,IVC
3
其中，f(i,j)表示位置(i,j)处的亮度值。 数字图像F也可用向量表示为：
F f0 , f1,, fm1 T
其中， fi f (i,0), f (i,1),, f (i, n 1)
矩阵中的每个元素对应着图象的一个点或区域，称为象素（pixel） 数字图像具有适合计算机处理和长期存储的特点。 1.1.3 数字图像的存储和习惯说法
2002, Ver1.0
数字图像处理相关资料
第3页
要求
理论学习+动手编程 网络
第4页
第1章 绪论
1.1 从图像到图像工程 1.2 图像处理和分析
第5页
1.1 从图像到图像工程
1.1.1 1.1.2 1.1.3
图像和数字图像 图像技术和图像工程 相关学科和领域
第6页
1.1.1 图像和数字图像
图像：
用各种观测系统以不同形式和手段观测客观 世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并进 而产生视觉的实体
图像采集装置
为采集数字图像，需要两种装置（器件）： (1) 记录模拟信号：对某个电磁能量谱波段（如X
射线、紫外线、可见光、红外线等）敏感的物 理器件，它能产生与所接受到的电磁能量成正 比的（模拟）电信号； (2) 模数转换：数字化仪器，它能将上述（模拟） 电信号转化为数字（离散）的形式。
第25页
1.2.3 图像显示
谢谢大家！
第33页
第7页
图像的表示
2-D函数 f (x, y)
x ， y：2-D空间XY中坐标点的位置 f：代表图像在(x, y)的某种属性值：
灰度图像中表示灰度或亮度， 彩色图像中由三个灰度或亮度组成-RGB、 HSV f，x，y 的值可Байду номын сангаас是任意实数，离散后的 f，x
，y在整数集合中取值，称为数字图像,每个离散点 (x, y) 称为像素
第19页
国内期刊
•《计算机科学与技术》 •《软件学报》 •《CT理论与应用研究》 •《测绘学报》 •《电子测量与仪器学报》 •《电子科学学刊》 •《电子学报》 •《计算机学报》
•《模式识别与人工智能》 •《数据采集与处理》 •《通信学报》 •《信号处理》 •《遥感学报》 •《中国生物医学工程学报》 •《中国体视学和图像分析》 •《中国图像图形学报》 •《自动化学报》
要求
理论学习+动手编程 网络
第4页
第1章 绪论
1.1 从图像到图像工程 1.2 图像处理和分析
第5页
1.1 从图像到图像工程
1.1.1 1.1.2 1.1.3
图像和数字图像 图像技术和图像工程 相关学科和领域
第6页
1.1.1 图像和数字图像
图像：
用各种观测系统以不同形式和手段观测客观 世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并进 而产生视觉的实体
图像采集装置
为采集数字图像，需要两种装置（器件）： (1) 记录模拟信号：对某个电磁能量谱波段（如X
射线、紫外线、可见光、红外线等）敏感的物 理器件，它能产生与所接受到的电磁能量成正 比的（模拟）电信号； (2) 模数转换：数字化仪器，它能将上述（模拟） 电信号转化为数字（离散）的形式。
第25页
1.2.3 图像显示
谢谢大家！
第33页
第7页
图像的表示
2-D函数 f (x, y)
x ， y：2-D空间XY中坐标点的位置 f：代表图像在(x, y)的某种属性值：
灰度图像中表示灰度或亮度， 彩色图像中由三个灰度或亮度组成-RGB、 HSV f，x，y 的值可Байду номын сангаас是任意实数，离散后的 f，x
，y在整数集合中取值，称为数字图像,每个离散点 (x, y) 称为像素
第19页
国内期刊
•《计算机科学与技术》 •《软件学报》 •《CT理论与应用研究》 •《测绘学报》 •《电子测量与仪器学报》 •《电子科学学刊》 •《电子学报》 •《计算机学报》
•《模式识别与人工智能》 •《数据采集与处理》 •《通信学报》 •《信号处理》 •《遥感学报》 •《中国生物医学工程学报》 •《中国体视学和图像分析》 •《中国图像图形学报》 •《自动化学报》
数字图像处理知识点总结ppt课件
(2)提取图像中所包含的某些特征或特殊信息,这些被提取的特 征或信息往往为计算机分析图像提供便利。提取特征或信息的过程 是模式识别或计算机视觉的预处理。提取的特征可以包括很多方面, 如频域特征、灰度或颜色特征、边界特征、区域特征、纹理特征、 形状特征、拓扑特征和关系结构等。
(3)图像数据的变换、编码和压缩,以便于图像的存储和传输。
整理课件
图像间运1算4 的作用
%将均衡化后图像的直方
图显示为64级灰度
title(‘均衡变换后的直方图’) ; %给均衡化后
图像直方图加标题名
整理课件
直方图修正有哪两种方法？二者有何主要区别与联系？
12
第4章
直方图均衡化和直方图规定化。
区别：直方图均衡化是将原图像通过某种变换，得到一幅灰度直方图为 均匀分布的新图像的方法。
整理课件
图像数字化包括哪两个过程？数字化参数对数字化图像质量有何影 响？
7
1）采样和量化
第2章
2）一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分 辨率低，质量差，严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应；
采样间隔越小，所得图像像素数越多，空间分辨率高，图像 质量好，但数据量大。
量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图像 质量好，但数据量大；量化等级越少，图像层次欠丰富，灰
整理课件
向量量化的主要特第点2章
3
1、压缩能力强。由于码书长度J一般远小于总的输入信号样本数，适当 选取码书长度和码字维数，可获得很大的压缩比。
2、码书控制着量化失真量的太小。向量量化中码书的码字越多，失真就 越小。只要适当选取码字数量，就能将失真量控制在容许的范围内。因 此，码书设计是向量量化的关键环节之一。
%对直方图均衡化后图像进行屏幕控制； 作一幅子图，并排两幅图的第1幅
(3)图像数据的变换、编码和压缩,以便于图像的存储和传输。
整理课件
图像间运1算4 的作用
%将均衡化后图像的直方
图显示为64级灰度
title(‘均衡变换后的直方图’) ; %给均衡化后
图像直方图加标题名
整理课件
直方图修正有哪两种方法？二者有何主要区别与联系？
12
第4章
直方图均衡化和直方图规定化。
区别：直方图均衡化是将原图像通过某种变换，得到一幅灰度直方图为 均匀分布的新图像的方法。
整理课件
图像数字化包括哪两个过程？数字化参数对数字化图像质量有何影 响？
7
1）采样和量化
第2章
2）一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分 辨率低，质量差，严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应；
采样间隔越小，所得图像像素数越多，空间分辨率高，图像 质量好，但数据量大。
量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图像 质量好，但数据量大；量化等级越少，图像层次欠丰富，灰
整理课件
向量量化的主要特第点2章
3
1、压缩能力强。由于码书长度J一般远小于总的输入信号样本数，适当 选取码书长度和码字维数，可获得很大的压缩比。
2、码书控制着量化失真量的太小。向量量化中码书的码字越多，失真就 越小。只要适当选取码字数量，就能将失真量控制在容许的范围内。因 此，码书设计是向量量化的关键环节之一。
%对直方图均衡化后图像进行屏幕控制； 作一幅子图，并排两幅图的第1幅
数字图像处理封筠11 ppt课件
图像——图像是图和像的有机结合，既 反映物体的客观存在，又体现人的心理因 素；图像是对客观存在物体的一种相似性 的生动模仿或描述。
10
可见光成像和不可见光成像
紫外光
红外光
400nm
435.8nm
546.1nm
700nm
单波段、多波段和超波段图像
780nm
图像表示
数学表示
一幅图像所包含的信息首先表现为光的强度（Intensity），即
运动图像可用（静止）图像序列表示，彩色图像可分解成三基
色图像，三维图像可由二维重建。因此本课程主要研究静止、平 面、黑白图像，即
I = f(x，y)
12
图像表示
图像特点
数字 图像 处理 封筠 1
I = f(x，y)
1. 空间有界： L xxL x,L yyL y 2. 亮度（点亮度）有限： 0f(x,y)Bm
封
(ICPR )
International Conference on Signal Processing
筠
(ICSP )
1
European Signal Processing Conference (ESPC)
SPIE Conferences
5
数
中国图像图形网
字
图
中国图像网
像
处
中国人工智能网
IEEE Transaction on Systems, Man, and Cybernetics
理
(IEEE-SMC)
封 Image and Vision Computing (IVC) Computer Vision and Image Understanding (CVIU)
10
可见光成像和不可见光成像
紫外光
红外光
400nm
435.8nm
546.1nm
700nm
单波段、多波段和超波段图像
780nm
图像表示
数学表示
一幅图像所包含的信息首先表现为光的强度（Intensity），即
运动图像可用（静止）图像序列表示，彩色图像可分解成三基
色图像，三维图像可由二维重建。因此本课程主要研究静止、平 面、黑白图像，即
I = f(x，y)
12
图像表示
图像特点
数字 图像 处理 封筠 1
I = f(x，y)
1. 空间有界： L xxL x,L yyL y 2. 亮度（点亮度）有限： 0f(x,y)Bm
封
(ICPR )
International Conference on Signal Processing
筠
(ICSP )
1
European Signal Processing Conference (ESPC)
SPIE Conferences
5
数
中国图像图形网
字
图
中国图像网
像
处
中国人工智能网
IEEE Transaction on Systems, Man, and Cybernetics
理
(IEEE-SMC)
封 Image and Vision Computing (IVC) Computer Vision and Image Understanding (CVIU)