数字图像处理0313795

1、数字图像处理数字图像处理计算机科学与工程系计算机科学与工程系计算机科学与工程系计算机科学与工程系2计算机科学与工程系计算机科学与工程系3计算机科学与工程系计算机科学与工程系4计算机科学与工程系计算机科学与工程系5n空间域技术直接对图像的像素进行处理空间域技术直接对图像的像素进行处理.n空间域处理可定义为空间域处理可定义为g(x, y) = T f(x, y) 其中其中, f(x, y)为输入图像为输入图像, g(x, y)为输出图像为输出图像(处理后处理后), T 是是对图像对图像 f 进行处理的操作符进行处理的操作符.n亮度变换亮度变换: 变换变换T 对单点操作对单点操作 处理后图像在点处理

2、后图像在点(x0, y0)的像素值的像素值g(x0, y0)只与原始图像在点只与原始图像在点(x0, y0)的像素值的像素值f(x0, y0)有直接关系有直接关系, 与原始图像在其他点与原始图像在其他点的像素值无关的像素值无关. 如如g(x0, y0)=a f (x0, y0)2+b f (x0, y0)+cn亮度变换可写成亮度变换可写成: 其中其中r为为f(x, y)的亮度值的亮度值, s为为g(x, y)的亮度值的亮度值计算机科学与工程系计算机科学与工程系6n空间滤波空间滤波: 利用利用(x, y)的一个小邻域的一个小邻域(如如33邻域邻域, 称为模板称为模板), 对对T 进行操作进行操作

3、. 此时此时, 处理后图像在某点处理后图像在某点(x0, y0)的像素值的像素值g(x0, y0)不仅不仅与原与原始图像在点始图像在点(x0, y0)的像素值的像素值f(x0, y0)有直接关系有直接关系, 与原始图与原始图像在点像在点(x0, y0)附近其他点的像素值附近其他点的像素值也有也有直接关系直接关系. 如下式如下式n直方图方法直方图方法: 利用图像亮度值的统计信息进行处理利用图像亮度值的统计信息进行处理.9/)1, 1(), 1() 1, 1() 1,(),() 1,() 1, 1(), 1() 1, 1(),(00000000000000000000yxfyxfyxfyxfyxf

4、yxfyxfyxfyxfyxg计算机科学与工程系计算机科学与工程系7计算机科学与工程系计算机科学与工程系83.2 亮度变换函数亮度变换函数1 + (m/r)E1计算机科学与工程系计算机科学与工程系93.2 亮度变换函数亮度变换函数计算机科学与工程系计算机科学与工程系103.2 亮度变换函数亮度变换函数n对数变换对数变换S = T(r) = clog(1 + r) 例例3.2 使用对数变换减少动态范围使用对数变换减少动态范围1 + (m/r)E1计算机科学与工程系计算机科学与工程系113.2 亮度变换函数亮度变换函数计算机科学与工程系计算机科学与工程系123.3 直方图处理与函数绘图直方图处理与

5、函数绘图计算机科学与工程系计算机科学与工程系133.3 直方图处理与函数绘图直方图处理与函数绘图n函数函数plot: plot(horz, v, color_linestyle_mark)n函数函数bar:bar(horz, v, width)n函数函数stem:stem(horz, v)n函数函数axis: axis(horzmin horzmax vertmin vertmax)n函数函数xlabel: xlabel(textstring, fontsize, size)n函数函数ylabel: ylabel(textstring, fontsize, size)n函数函数text: te

6、xt(xloc, yloc, textstring, fontsize, size)n函数函数title: title(titlestring)n函数函数set: set(gca, xtick, 0:50:255)n函数函数set: set(gca, ytick, 0:50:255)n函数函数ylim(auto), ylim(ymin, ymax)n函数函数xlim(auto), xlim(xmin, xmax)计算机科学与工程系计算机科学与工程系143.3 直方图处理与函数绘图直方图处理与函数绘图kjjkjjrkknnrprTs11)()(计算机科学与工程系计算机科学与工程系153.4 空间

7、滤波空间滤波n 空间滤波（邻域处理）空间滤波（邻域处理）(1) 定义中心点定义中心点(x, y);(2) 对预先定义的以对预先定义的以(x, y)为中心点的邻域内的像素进行运算为中心点的邻域内的像素进行运算;(3) 令运算结果为该点处处理的响应令运算结果为该点处处理的响应;(4) 对图像中的每个点重复对图像中的每个点重复(1)(3)步骤步骤.计算机科学与工程系计算机科学与工程系16w(-1,-1)w(-1,0)w(-1,1)w(0,-1)w(0,0)w(0,1)w(1,-1)w(1,0)w(1,1)f(x-1,y-1)f(x-1,y) f(x-1,y+1)f(x,y-1)f(x,y)f(x,y

8、+1)f(x+1,y-1) f(x+1,y) f(x+1,y+1)yx计算机科学与工程系计算机科学与工程系173.4 空间滤波空间滤波计算机科学与工程系计算机科学与工程系183.4 空间滤波空间滤波计算机科学与工程系计算机科学与工程系193.4 空间滤波空间滤波 Perform general sliding-neighborhood operationsp Syntax B = nlfilter(A, m n, fun)p Description B=nlfilter(A, m n, fun) applies the function fun to each m-by-n sliding b

9、lock of A. fun is a function that accepts an m-by-n matrix as input and returns a result. fun must be a function handle.计算机科学与工程系计算机科学与工程系203.4 空间滤波空间滤波函数函数colfiltg=colfilt( f, m, n, block_type, fun, parameters)p block_type: nsliding 表示处理过程是在输入图像中逐个像素地滑动该表示处理过程是在输入图像中逐个像素地滑动该m*n区域区域.n distinct 表示处理过

10、程是在输入图像中互不相交的表示处理过程是在输入图像中互不相交的m*n块块进行进行.p fun引用一个函数引用一个函数, 符号符号称为函数句柄称为函数句柄, 它是它是MATLAB数数据类型据类型.n函数函数fun必须分别对矩阵的每一列进行操作必须分别对矩阵的每一列进行操作.p parameters表示函数表示函数fun可能需要的参数可能需要的参数.计算机科学与工程系计算机科学与工程系213.4 空间滤波空间滤波计算机科学与工程系计算机科学与工程系223.5 图像处理工具箱的标准空间滤波器图像处理工具箱的标准空间滤波器计算机科学与工程系计算机科学与工程系23averagediskguassianl

11、aplacianlogmotion prewittsobelunsharpfspecial(average, r, c) 大小为大小为rc矩形平均值滤波器矩形平均值滤波器(33)fspecial(disk, r) 半径为半径为r的圆形平均值滤波器的圆形平均值滤波器(r=5)fspecial(guassian, r, c, sig) 为为rc高斯低通滤波器高斯低通滤波器(33, 0.5)fspecial(laplacian, alpha) 为为33拉普拉斯滤波器拉普拉斯滤波器(0 1, 0.5)fspecial(log, r, c, sig) 为为rc高斯高斯-拉普拉斯滤波器拉普拉斯滤波器(55

12、, 0.5)fspecial(motion, len, theta) len个像素线性运动个像素线性运动, 运动方向为运动方向为theta的滤波器的滤波器(9, 0), size=1,9fspecial(prewitt) 大小为大小为33的的Prewitt滤波器滤波器wv, wh = wvfspecial(sobel)大小为大小为33的的Sobel滤波器滤波器sv, sh = svfspecial(unsharp, alpha)大小为大小为33的非锐化滤波器的非锐化滤波器(0 1, 0.2)计算机科学与工程系计算机科学与工程系243.5 图像处理工具箱的标准空间滤波器图像处理工具箱的标准空间滤波器22222( , )( , )( , )f x yf x yf x yxy),(2), 1(), 1(22yxfyxfyxfxf2 (1, )(1, )( ,1)( ,1)4 ( , )ff xyf xyf x yf x yf x y),(2) 1,() 1,(22yxfyxfyxfyf因而有因而有:函数函数 f (x, y) 的拉普拉斯算子定义为的拉普拉斯算子定义为二阶导数的通用数字近似为二阶导数的通用数字近似为和和计算机科学与