数字图像处理第八章

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数字图像处理_第八章二值图像处理2

数字图像处理_第八章二值图像处理2

图(d) : N (4) (0 0) (0 0) (0 0) (0 0) 0; N (8) (1 0) (1 0) (1 1) (1 0) 3. 图(e) : N (4) (1 0) (1 0) (1 0) (1 0) 4; N (8) (0 0) (0 0) (0 0) (0 0) 0. 图(f ) : N (4) (0 0) (0 0) (0 0) (0 0) 0; N (8) (1 0) (1 0) (1 0) (1 0) 4.
原图
四连接定义下
八连接定义下
在四连接定义下,内部点是“在当前点的八近邻像素点中没有值为0 的点”,而在八连接定义中,内部点是“在当前点的四近邻像素点中 没有值为0的点”。
2013-8-7 4
10.1.3 连接数与交叉数
连接数:是指沿着当前点的近邻(四近邻或者八近邻)像 素所构成的边界轨迹上移动时,通过的像素值为1的点的 个数。 四近邻下的连接数定义:
判断该结构元素所覆盖范围内的像素值是否至少有一个为1如果是则膨胀后的图像的相同位置上的像素值为1如果该覆盖范围内的所有像素值为0则膨胀后图像的相同位置上的像素值0101000110100010000011000000001011111110011010011100001100000000原图像原图像结构元素结构元素膨胀后的图像膨胀后的图像2012627161022膨胀原图图原膨胀一次次膨胀一膨胀二次次膨胀二膨胀三次次膨胀三201262717103开运算与闭运算腐蚀处理目标物的面积减少
LS N e 2 N o
其中,Ne表示边界ຫໍສະໝຸດ 上的方向码为偶数的像 素个数;No为边界线上方向码为奇数的像素 个数。

遥感数字图像处理第8章 图像分割

遥感数字图像处理第8章 图像分割

腐蚀运算
目的:消除目标的边界点,用于消除无意义的小目标
(毛刺,小突起)
方法:
1.原点在集合B(结构元素)中
2.原点不在集合B(结构元素)中
腐蚀运算(erosion)
腐蚀运算(erosion)
A B x | ( B )x A .
对结构元素B作平移x,B全包含在A中时,
原点的集合就是计算结果
(1)直方图方法:直方图的谷底位置
最佳阈值的选择
(2)自适应阈值方法
A.将目标分割成大小固定的块
B.确定每一个块的目标峰值和背景峰值
C.第一次处理:对每一个块进行分割(边界阈值采用目标和背 景峰值的中点) D.计算每一个块的目标灰度和背景灰度平均值 E.第二次处理:对每个块再次分割(边界阈值采用目标和背景灰 度平均值的中值)
四连通 八连通
工作流程
1.确定待分割对象
2.选择敏感波段
3.选择分割方法
4.对分割的结果进行矢量化
分割原理和方法
边界(边缘)方法: 阈值分割技术,微分算子
边缘检测
假设:图像分割结果中的子区域在原来图像中有边缘存在,或
不同子区域间有边界的存在(像素值灰度不连续性)
区域方法:区域增长技术,聚类分割技术
图像分割的目的
图像分割的目标:根据图像中的物体将图像的像素分
类,并提取感兴趣目标
图像分割是图像识别和图像理解的基本前提步骤
图像
图像预处理
图像识别
图像理解
图像分割
图像分割的目的
图像分割是把图像分解成构成的部件和对象的过程
把焦点放在增强感兴趣对象:汽车牌照(前景)
排除不相干图像成分:其它区域(背景)
最佳阈值的选择

数字图像处理第八章课件

数字图像处理第八章课件
消除心理视觉冗余会导致数量信息的损失,又称量化。
Chapter 8 Image Compression
量化,不可逆,信息损失
IGS, Improved Gray-Scale quantization
IGS意识到眼睛对边缘特有的敏感性,通过加入伪随机数 来破坏边缘:
伪随机数从邻近像元的低4位获得,加入当前像元灰度值后 才量化。(图像的低bit面很象随机数,见p.89) 低4位的初值为0000,对高4位为1111的像素不加随机数。
Chapter 8 Image Compression
Chapter 8 Image Compression
Chapter 8 Image Compression
Chapter 8 Image Compression
Chapter 8 ImaCompression
Chapter 8 Image Compression
Chapter 8 Image Compression
Chapter 8 Image Compression
Chapter 8 Image Compression
Chapter 8 Image Compression
Chapter 8 Image Compression
Chapter 8 Image Compression
8.1 基础
数据压缩——表示定量信息所需数据量的减少过程
数据、信息、知识。
比如,不同人讲相同的事件。
数据冗余:是数字图像压缩的中心问题。
这不是抽象的概念,而是可以用数学式子度量的实体:
如果表示相同信息的两组数据所用的信息载体单元数量
分别为n1和n2, 则第一组数据的相对(第二组数据的)
a

(完整版)数字图像处理每章课后题参考答案

(完整版)数字图像处理每章课后题参考答案

数字图像处理每章课后题参考答案第一章和第二章作业:1.简述数字图像处理的研究内容。

2.什么是图像工程?根据抽象程度和研究方法等的不同,图像工程可分为哪几个层次?每个层次包含哪些研究内容?3.列举并简述常用表色系。

1.简述数字图像处理的研究内容?答:数字图像处理的主要研究内容,根据其主要的处理流程与处理目标大致可以分为图像信息的描述、图像信息的处理、图像信息的分析、图像信息的编码以及图像信息的显示等几个方面,将这几个方面展开,具体有以下的研究方向:1.图像数字化,2.图像增强,3.图像几何变换,4.图像恢复,5.图像重建,6.图像隐藏,7.图像变换,8.图像编码,9.图像识别与理解。

2.什么是图像工程?根据抽象程度和研究方法等的不同,图像工程可分为哪几个层次?每个层次包含哪些研究内容?答:图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉科学。

根据抽象程度、研究方法、操作对象和数据量等的不同,图像工程可分为三个层次:图像处理、图像分析、图像理解。

图像处理着重强调在图像之间进行的变换。

比较狭义的图像处理主要满足对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果。

图像处理主要在图像的像素级上进行处理,处理的数据量非常大。

图像分析则主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量,以获得它们的客观信息从而建立对图像的描述。

图像分析处于中层,分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式描述。

图像理解的重点是进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系,并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释,从而指导和规划行为。

图像理解主要描述高层的操作,基本上根据较抽象地描述进行解析、判断、决策,其处理过程与方法与人类的思维推理有许多相似之处。

第三章图像基本概念1.图像量化时,如果量化级比较小时会出现什么现象?为什么?答:当实际场景中存在如天空、白色墙面、人脸等灰度变化比较平缓的区域时,采用比较低的量化级数,则这类图像会在画面上产生伪轮廓(即原始场景中不存在的轮廓)。

数字图像处理及应用MATLAB第8章.ppt

数字图像处理及应用MATLAB第8章.ppt
功能:图像文件的写入(保存),把图像写入图形文件中 格式:imwrite(A,filename,fmt) ;A,filename,fmt意义同上 所述。
(3)imshow 功能:显示图像
格式:imshow(I,n) ;imshow(I,[low high]) ;imshow(BW) %显示黑白图像
imshow(X,map) %显示索引色图像;imshow(RGB) %显示真彩色图像
imshow filename (4)figure
功能:创建图形窗口 (5)subplot
功能:将多个图画到一个平面上的工具。 格式:subplot(m,n,p)或者subplot(mnp) 说明:其中,m表示是图排成m行,n表示图排成n列,也就 是整个figure中有n个图是排成一行的,一共m行。
(a)原始图像 实验结果图
(b) 处理后图像
(4)实现真彩色图像与索引图像的互相转换。
clear,clc close all RGB1 = imread('peppers.png');%读入真彩色图像 [X1,map1] = rgb2ind(RGB1,128);%真彩色图像转化为索引图 imshow(X1,map1) %显示索引图像 load clown;%载入图像 rgb2=ind2rgb(X,map);%将索引图像转化为真彩色图像 figure,imshow(rgb2)
2、实验中所用部分函数介绍
(1)imread 功能:图像文件的读取 格式: A=imread(filename,fmt) 将文件命为filename表示的扩展名为fmt的图像文件读Байду номын сангаас到矩
阵A中。MATLAB支持的图像格式有bmp、jpg或jpeg、tif或tiff、 gif、pcx、png、xwd。 (2)imwrite

数字图像处理第8章-image understanding.ppt

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华中农业大学计算机科学与技术系
(1) 边界用隙码表示时,周长为24; (2) 边界用链码表示时,周长为10+5 2 ; (3) 边界用面积表示时,周长为15。
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表示为
p Ne
2N
式中,Ne和No分别是边界链码(8方向)中走偶步与走奇步
的数目。
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3. 周长 区域的周长即区域的边界长度。常用的简便方法如下:
(3) 计算边界点数之和求周长:周长用边界所占面积表示, 也即边界点数之和, 每个点占面积为1的一个小方块。
(3) 用边界坐标计算面积
Green(格林)定理表明,在x-y平面中的一个封闭曲线包 围的面积由其轮廓积分给定,即
A12(xdyyd)x
其中,积分沿着该闭合曲线进行。将其离散化变为
1 Nb
A 2 i1 [xi(yi1 yi ) yi(xi1 xi )]
1 2
Nb i1
[xi
yi1
xi1yi
特征提取:将由图像分割得到区域的特征提取出来,用 于 图像识别与理解。
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1. 特征表示与描述:把图像分割后,为了进一步的处理,分割 后的图像一般要进行形式化的表达和描述。
2. 解决形式化表达问题一般有两种选择:
1)根据区域的外部特征来进行形式化表示
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物体方向可由最小二阶矩轴定义

第八章数字图像处理系统

第八章数字图像处理系统

连接电视机的视频接口 连接打印机的接口
数字图像处理及应用
8.2.4 摄像机(摄像头) 摄像机(摄像头)
“电视制式摄像头” 把景物光像转变为电信号的装置。其结 构大致可分为三部分:
光学系统(主要指镜头) 光电转换系统(主要指摄像管或固体摄像器 件) 电路系统(主要指视频处理电路)
光学系统的主要部件是光学镜头,它由 透镜系统组合而成 。
显示功能: 显示功能
显示颜色的类型,黑白/伪彩色/真彩色显示 清晰度:每个象素显示的bit数。 伪彩色:查找表(LUT,look -up table) 特殊显示:重叠显示、动态显示等。
数字图像处理及应用
指标3
帧存容量:图像硬件系统内部,图像存储体容 帧存容量 量的大小。
三部分:帧存的数目/单位帧存的点阵数(指图像系 统用来存储一幅图像必需的帧存,其容量大于等于 一幅数字图像的点阵数,小于两幅图像的点阵数, 通常取512×512或1024×1024)/每个象素的字长 (用bit数表示,黑白或伪彩色系统为8bit,真彩色 系统通常为8×3bit/8×4bit),新增的通道用于图像 叠加处理。 如帧存容量为24×512×512×8bit,则表示单位帧存 的点阵数为512×512,灰度分辨率8bit,共有24个 单位帧存
数字图像处理及应用
指标4
数据传输速度:主要指图像硬件系统和 数据传输速度: 计算机之间数据传输速度,单位 µs/pixel。
不给出具体的数值,而是指出所采用的计 算机总线类型,如PCI或ISA。 影响的因素有微机的速度、软件的编排、 硬件采用的等待时间等等。
数字图像处理及应用
指标5
硬件指标:处理功能 硬件指标
数字图像处理及应用
型号Model 影像传感器Pick up Element 影像图素Number of pixels 清晰度Resolution 最低照度 Min.Illumination 信噪比S/N Ratio 电子快门Electronic Shutter 背光补偿Backlight Compensations Backlight 电源Power Supply 工作温度Operation Temp 白平衡White Balance 同步系统Sync System 重量Weigh 尺寸Dimensions(mm)

数字图像处理ch8imagesegmentation

数字图像处理ch8imagesegmentation

4
Characteristic
图像分割是指将一幅图像分解为若干互不交叠的、有意 义的、具有相同性质的区域。
分割出来的各区域对某种性质例如灰度,纹
理而言具有相似性,区域内部是连通的且没有 过多小孔; 区域边界是明确的; 相邻区域对分割所依据的性质有明显的差异。
5
Introduction
图8.10 高斯-拉普拉斯算子(LoG)
20
图8.10还显示了一个对该算子近似的55模板。这种近似 不是唯一的,其目的是得到该算子本质的形状,即一个正的中 心项,周围被一个相邻的负值区域围绕,并被一个零值的外部 区域所包围。模板的系数的总和为零,这使得在灰度级不变的 区域中模板的响应为零。这个小的模板仅对基本上无噪声的图 像有用。
拉普拉斯算子一般不以其原始形式用于边缘检测。 这是因为: (1)作为一个二阶导数,拉普拉斯算子对噪声具有无法接 受的敏感性; (2)拉普拉斯算子的幅值产生双边缘,这是复杂的分割不 希望有的结果; (3)拉普拉斯算子不能检测边缘的方向. 一种改进方式是先对图像进行平滑处理,然后再应用二 阶导数的边缘检测算子.
得更佳的效果,对于不同图像应选择不同参数。
24
8.2.2 边缘连接(Edge Connection)
利用前面的方法检测出边缘点,但由于噪声、光照不 均等因素的影响,获得边缘点有可能是不连续的,必须 使用连接过程将边缘像素组合成有意义的边缘信息,以 备后续处理。 填充小的间隙可以简单地实现,通过搜索一个以某 端点为中心的5×5或更大的邻域,在邻域中找出其它端 点并填充上必要的边界像素,从而将它们连接起来。 对具有许多边缘点的复杂场景,这种方法可能会对 图像过度分割。 为了避免过度的分割,可以规定:两个端点只有在 边缘强度和走向相近的情况下才能连接。
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Line Detection
R w1 z1 w2 z2 ... w9 z9 wi zi
i 1 9
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Line Detection
19 of 59
Line Detection (cont…)
Binary image of a wire bond mask
Environment controllable: such as the industrial inspection applications
Sensor controllable: such as
autonomous target acquisition, or near infrared imaging Algorithm controllable
6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0 -0.5 -1 -1.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0 0 0 0 1 2 3 4 5 5 5 5
0 0 0 1 0 0 0 0 -1 0 0
27 of 59
Edge Detection
Conclusion: The first derivative can be used to detect the presence of an edge at a point in an image. (i.e. to determine if a point is on a ramp) Similarly, the sign of the second derivative can be used to determine whether an edge pixel lies on the dark or light side of an edge.
0 0 0 0 1 2 3 4 5 5 5 5
0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0
1
2
3
4
5
678Fra bibliotek910 11 12
26 of 59
2nd Derivative
2 f f ( x 1) f ( x 1) 2 f ( x) 2 x
1.5 1 0.5
The formula for the 2nd derivative of a function is as follows:
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Derivatives & Noise
Firstly, we discuss Gradient operators and Laplacian operators
33 of 59
Gradient Operator
The gradient vector points in the direction of maximum rate of change of f at (x,y).
We can see how derivatives are used to find discontinuities 1st derivative tells us where an edge is 2nd derivative can be used to show edge direction
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Edge Detection
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Edge Detection
30 of 59
Derivatives & Noise
Derivative based edge detectors are extremely sensitive to noise
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Derivatives & Noise
i 1
9
Note: the mask response will be zero in areas of constant gray level.
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Point Detection (cont…)
dotdetection.m
X-ray image of a turbine blade
– The segmentation problem – Points detection – Lines detection – Edges detection
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Segmentation
The purpose of image segmentation is to partition an image into meaningful regions with respect to a particular application Segmentation should stop when the objects of interest in an application have been isolated The segmentation is based on measurements taken from the image and might be grey level, colour, texture, depth or motion
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Segmentation
Segmentation algorithms generally are based on of 2 basis properties of intensity values:
– Discontinuity: to partition an image based on abrupt changes in intensity (such as edges) – Similarity: to partition an image into regions that are similar according to a set of predefined criteria. Today, we will look at segmentation based on Discontinuity.
The reasons for blur: Optics sampling illumination conditions
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Edge Detection (more than one pixel width)
(more than one pixel width)
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Edges & Derivatives
We typically find discontinuities using masks and correlation
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Point Detection
Isolated point: a point whose gray level is significantly different from its background and which is located in a homogeneous or nearly homogeneous area. An isolated point will be quite different from its surroundings and thus be easily detectable by using a specially mask
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Point Detection
Point detection can be achieved simply using the mask below:
R w1 z1 w2 z2 ... w9 z9 wi zi
i 1
9
Basically, this formulation measures the weighted differences between the center point and its neighbors.
Not one pixel thick
Linedetection.m
Can be deleted by point detection
After processing with -45° line detector
Result of thresholding filtering result
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Edge Detection
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Edge Detection
Edge and Region boundary:
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Edge Detection
An edge is a set of connected pixels that lie on the boundary between two regions
Digital Image Processing
Image Segmentation
Luguangm@
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Contents
So far we have been considering image processing techniques used to transform images for human interpretation Today we will begin looking at automated image analysis by image segmentation:
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Segmentation
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Segmentation
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Segmentation
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Segmentation
most difficult tasks in image processing.
Image segmentation is one of the
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Spatial Differentiation
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