数字图像处理

武汉纺织大学数学与计算机学院教师：姚迅email:电话：数字图像处理授课内容第0章数字图像处理概述第1章Matlab图像处理编程基础第2章VisualC++图像处理编程基础第3章图像的点运算第4章图像的几何变换第5章空间域图像增强参考书目1、教材数字图像处理与机器视觉--VisualC++与Matlab实现，张峥等，人民邮电出版社，2010年4月2、教学参考书霍宏涛.

数字图像处理.

北京理工大学出版社，2002

赵荣椿.数字图象处理导论.西北工业大学出版社，1995杨枝灵，王开等.VisualC++数字图像获取处理及实践应用.人民邮电出版社，2003李介谷.计算机视觉的理论和实践.上海交通大学出版社，1991KennethR.Castleman.DIGITALIMAGEPROCESSING.清华大学出版社，1998章毓晋.图象处理和分析（图象工程上册），清华大学出版社，1999数字图像数字图像处理与识别数字图像处理的预备知识知识

第0章数字图像处理概论图像的概念

一幅图像是对另一个事物的一种表示。物体（object）图像（image）可见的图像（visibleimage）图片(picture)照片(photograph)图(drawing)画(painting)光图像(opticalimage)不可见物理图像(invisiblephysicalimage)数学函数(function)连续函数(continuous)离散函数(discrete)0.1 数字图像什么是数字图像数字图像是指一个被采样和量化后的二维函数（该二维函数由光学方法产生），采用等距矩形网格采样，对幅度进行等间隔量化。至此，一幅是指图像是一个被量化的采样数值的二维矩阵。这样，我们可以用f(x,y)来表达数字图像，其中，

x，

y：2-D空间中XY坐标点的位置，

f：代表图象在(x,y)的性质F的数值。

f，x，y的值可以是任意实数

性质F

:可对应不同物理量;

灰度图象里用灰度表示这样，我们可以用f(x,y)来表达数字图像，其中，x，

y：2-D空间中XY坐标点的位置，f：代表图象在(x,y)的性质F的数值。f，x，y

的值可以是任意实数性质F:可对应不同物理量;

一个大小为M×N的数字图像是由M行N列的有限元素组成的，每个元素有特定的位置(x,y)和幅值(f)，代表了其所在行列位置上的图像物理信息。这些元素成为图像元素(pictureelement)或者简称像素(pixel)。数字观图像步的显席示位图浩图像弹的例味子数字江图像焦的分范类根据怠每个障像素雾所代逃表的镜信息斧的不戏同，退可将裤数字协图像粒分为二值煎图像灰度钩图像RG磨B图像索引泻图像..袜..姥..1.二值丧图像每个规像素音只有烟黑、律白两易种颜青色的尾图像雄成为夸二值量图像潜。在二神值图站像中再，像熔素只疤有0和1两种蛛取值粒，一摄般用0来表矛示黑荒色，智用1来表格示白殖色。2.灰度蒜图像灰度催图像壶通常筐显示垮为从仗最暗浅黑色挨到最律亮的脂白色嘱的灰耗度，须每种拆灰度钢（颜约色深须度）前称为锈一个飞灰度罢级。每个嘴像素们可以萝取0~跃L-收1之间扣的整皇数值牧，其虏中L是指拜全部笔灰度武等级年的个蛾数，村一般墨为2的乘俯方。馆常用牢如8位灰饰度图徐像，贪其中8是指币灰度做图像浇在计因算机演中以2进制烤数形拳式表偿达或膏存储犁时的持位数承或容遇量，鼻即8位灰态度图蹄像有28，共25饰6个灰摘度级博。1961951961941941931901921871801621531381371321031971971971981981981931931831701511381151009768197200203203199197190185173159132118875862531982032022032021941881781581289178595660492042052052072031991861561187561565359535120520420920820218915910156545851475055542122092112071971671126549505145464249592152112132041811228154504944434944445521521421119314392675050536052484345612172142041581118669565065676354454060217212190129101787978516084806342467221120316812490851039761619410089756787212197154110931051201209358859710093868821419113410410510812813411881658510310096982071811279911111412914414811190777589888620517412610097107125137150139114105887979863.仅R萍GB图像颜色恼模型溉主要睛有HS讨V、RG世B、HS搏I、CH摄L、LA哥B、CM剩Y等。纯它们观在不李同的坑行业筐各有进所指匪，但斤在计拖算机柱技术海方面碑运用适较为仿广泛贸是RG鹅B模型毅。自然电界中教几乎温所有涛颜色谜都可哑以由颠红（Re抢d，R），窄绿（Gr宅ee傻n，G），绪蓝（Bl迈ue，B）三萝种颜魄色组仓合而丝式成，跨通常茅称为RG驻B三原咬色。RG傲B图像适中，咳每个贺像素怀的颜伏色信钱息由RG栏B三个诞分量袍构成循。对狠于每浑一个罗像素肌，通佩过控闲制R，G，B三原奸色的蚀合成农比例孕可决侍定该组像素吨的最译终显纠示颜欧色。对于驾三原我色RG赖B中的川每一厘种颜随色，北可以它像灰普度图劈燕那样阳使用L等级涂来表朋示含决有这泽种原惧色成夜分的错多少岔。如果豆每一接种原叔色都痕可以龟划分豆为25掌6个等症级，滨即每侮一种核原色指都用8位2进制恋数据悼表示致，则宫三原外色总物共需盗要24位2进制昂数来款表示加，这臂样能挂够表疯示出慕的颜岭色种络类可蓝达224，大叫约16御00万种翁。(2田07现,1剂37臣,1则30占)某(2痕20逗,1始79晕,1鸦63涨)顾(2家15损,1组69讲,1背61雕)大(2氧10邀,1枕79状,1白72今)啊(2矛10泡,1呼79匹,1劳72抹)纲(2财07哨,1萄54袭,1贪46上)(2冠17愉,1离24贤,1仰21耍)以(2机15标,1荒69候,1拒61浓)未(2熄16分,1桨79钻,1菜70半)贺(2深16希,1膀79哈,1污70恒)某(2吨07身,1唇37症,1甚20科)姓(1慈59登,馆51程,栋71纷)(2贞13蒸,1滑42炮,1票35揪)请(2迎16前,1哲79甲,1爸70谋)晋(2援21吨,1斯84谱,1查70誉)拾(1沈90悉,境89泊,蝴89学)峰(2纺04易,1丹09嫌,1上13笨)心(2化04镇,1啦15令,1压18芦)(2气16格,1果79裁,1伞70酱)鸽(2凶20程,1骑88墓,1罗76由)乡丰(1辜90磁,肾77匀,初84威)澡(2鞭06摄,理95善,邻97暴)请(2足17寨,1处13纪,1拥13就)吵(1炭89俩,娃85胞,萄97祥)(2艇22特,1钱92窑,1贿79纲)串(1窝50祖,场54枯,赤71姓)膏(1叶77接,歉65鞋,匀73名)胀(1导45疗,码39额,圾65誓)锄(1量50燥,厘47软,捎67神)恩(1字12竭,絮20忙,耗56航)(1展36巧,堂38兆,江65柳)彼(1路12躁,永20胶,射56甩)织(1疾12赖,委20咽,哪56垂)殊(1不09盏,鄙30毒,值65驻)穷(1童12透,闪20雪,昌56少)甲(艺95允,押19罗,孤64锡)(1杠36索,赏38育,晴65稍)蓝(立91乌,丙11祥,普56凡)仿(1右13撕,疼25扬,洪60蒙)长(1端03留,理19斯,建59兴)愈(慰81锻,姿12灾,歌59付)换(1耐26垃,悦62勒,弊94赚)(1抚38见,现46君,瞎71劳)悠(1蚁03属,盆19廊,皮59稀)竖(1肢58宅,胳65席,锄83观)肯(1浸24妥,租40成,侮70岗)耕(1浩45抵,蚕62抵,妨79处)怕(1翠30扣,驴46辩,荡73侧)4.索引忌图像索引挂图像帐一般精由索勉引图虎像矩刑阵和闸颜色值映射灰表组趋成。索引图瓜像中嘴的颜亏色不虏用RG馆B三原酸色直怠接表凉示，已而是娃用颜遍色映岁射表弄中的偶偏移粉量来台表示恐。图湖像的忘颜色暂由这铁个偏散移量谢所指赵的颜虏色映房诚射表克相应宣位置华上的RG病B三原份色的墙值决嚷定。颜色映赖射表毕存储词按一羡定顺奇序排王列着伏图像难中可茄能使论用的疮由RG匪B三个迅分量天构成透的颜合色信阅息。有时又脸称为淡调色宿板（pa跌le舱tt命e），系或者蝴叫颜鼻色查虾找表取（CL灯UT，Co采lo晴r帅Lo贡ok办U袖p氏Ta眨bl暑e)。使用调维色板糊技术枪减小狗图像限文件渔体积阁的条核件是秧图像赚中用渐到颜告色种锤类较迅少。扔如果铜一个干图像座中用愤到了叔全部24位真胀彩色睬，则咳用调叨色板冶技术桃不能衣起到芬减少跌图像疤文件吗体积槽的作摩用。数字典图像寒不同茶角度溉的观抖察静态大的灰旗度图轻像：f(险x，y)；紫动态缝画面f放(x紫.酿y.备t微)而;函数扬值可病能是来一个堤数值火，也红可能消是一缎个向谱量（叉对于胜彩色镰图像)。从线孕性代湖数和录矩阵总论的震角度猜，沟数字碎图像途就是液一个瞧由图谅像信征息组泄成的罩二维/三维懒矩阵秤。由于黎随机哪变化阳和噪勺声的望原因香，图丈像在接本质龟上是窃统计硬性的想。因吵而有贯时将耻图像沟函数固作为息随机籍过程贪的实秒现来紧观察魂。从线岭性系狸统的惯角度老考虑采，拘图像刺及其惠处理惹也可填以表济示为我用狄甘拉克任冲激你公式购表达裤的点俘展开领函数标的叠箭加，愁在棋使用蛋这种筒方式序对图商像进瞒行表反示时招，可桑以采谁用成悠熟的奴线性撇系统教理论创研究变。数字后图像短的表判示图0.睛2数字朋图像纵的坐尊标约寺定图像容的空护间和战灰度炼级分拉辨率1.图像历的空芬间分少辨率(诸Sp以at宿ia刊l紧Re透so绢lu吴ti精on拖)图像篮的空倍间分搂辨率予是指铸图像相中每隔单位蜓长度脚所包决含的迅像素捞或点兄的数雹目，银常以姑像素/英寸(窃pi停xe轧ls戏p污er滋i僚nc垒h,貌p桶pi挥)为单园位来统表示冠。通常屯会称工一幅舍大小略为M×留N的数颤字图肿像的决空间丽分辨宵率为M×义N像素.图像御的空虫间分氏辨率荷例子2.图像甚的灰盯度级/辐射鉴计量捷分辩击率(剃Ra怒di蔑om幻玉et之ri检c锄Re右so吹lu享ti蜓on腐)灰度左级分替辨率赤又称去色阶名，齐是指径图像打中可牺分辨策的灰顺度级威数目芝，由尚于灰沙度级挠度量蔽的是黑投射工到传狂感器弹上光袜辐射变的强企度，墙也叫觉辐射镇计量座分辨加率。灰度研级分元辨率撑的逐陡渐降芳低，威图像绢中包是含的币颜色最数目左变少床，从制而在曲颜色何的角禁度造摇成图纹像信摇息受乒损。图像嗓的灰句度级/辐射况计量陆分辩怕率例民子0.粒2数字晃图像挺处理爹与识桂别0.裤2.翠1从图脊像处震理到前图像姐识别1.数字羞图像熊处理对一乏个物怠体的寨数字艇表达格进行驻一系招列的则操作谢，以梦得到肿期望涉的效确果。渴一般谦是指须对图撒像的百修改揪或增宫强。2.数字匠图像竟分析对感镰兴趣谷的目面标进晒行检浪测和芹测量导，获白得距躺离、脉目标茅对象沙的计壳数或趣其尺谜寸等.外延湾：边新缘检创测和克图像剖分割翻、特救征提谎取以董及几眉何测凭量与客计数泊等.3陶.数字延图像念识别图像廉中各爷目标惊的性塑质和屯相互丈关系腹，识妻别出盛目标迷对象慌的类焰别，穷从而述理解乘图像损的含像义。郊例如较光学炊字符盼识别(渡OC辞R乌)、产查品质抚量检锅验、鹿人脸障识别心、自肌动驾蜻驶、握医学额图像党和地训貌图跨像的差自动昌判读晌理解门等.数字娱图像采处理协、分锣析和冒识别盗的关粗系0.鸣2.笋2机器抄视觉机器竟视觉(傲Ma孟ch朱in衰eVi脂si访on赴)，杂又称容计算辞机视逮觉(己Co羽mp榴ut铁er徐V扇is折io泥n)抓.将数啄字图菜像处塘理和以数字橡图像核分析饮、图坦像识容别结角合起含来，瞒能够己理解押自然写景物种和环在境的竿系统期，是数论字成饮像领赶域的威尖端合方向塌，绕具有窝最综对合的鼓内容耗和最畜广泛国的涵齐盖面.0.淋2.穴3数字陶图像派处理言和识重别的猛一些权应用0.茄3数字冬图像驾处理闷的预朽备知微识邻接械性、眯连通拆性、勺区域收和边携界邻接病性像素p的4邻域灯、8邻域歌和对再角邻纤域P的4邻域P的8邻域P的对精角邻舍域邻接铲性定义V是用驾于决情定邻孟接性苹的灰烂度值扣集合厕，它嘱是一嫌种相燥似性乓的度索量，巾用于堵确定谎所需春判断日邻像联素之辣间的悄相似闪程度枝。4邻接(4却-N行ei因gh眨bo舰r)府:如果Q∈N4(P誉)，则伍称具斥有V中数丹值的划两个脖像素P和Q是4邻接坚的。8邻接(8赛-N俩ei昌gh摊bo足r)框:如果Q∈N8(P抗)，则平称具厅有V中数驾值的溪两个讯像素P和Q是4邻接梯的。对于题两个堡图像末子集S1和S2，如宵果S1中的丸某些矛像素艺和S2中的具某些楚像素龄相邻奖，则扣称这物两个迎子集米是邻裕接的建。(a校)托4邻接等示意畜图(缠b)瓣8邻接吐示意疼图连通趋性通路祖：像素P到像协素Q的通抬路(P敢at盟h)指的灶是一尚个特专定的葡像素零序列(x0,世y0),吗(张x1,昼y1)…(xn,外yn)，其未中(x0,抢y0)带=滩(xp,狭yp)，(xn,瓜yn)=值(遇xq,杀yq)。并且队像素(xi,拢yi)和，(xi-公1,蔬yi-醋1)在满足l≤i≤n时是是邻接内的。连通砖性：令S代表坟一幅炒图像宏中的傍像素齐子集钩。如做果在S中全许部像滴素之蜜间存后在一钞个通眼路，尺则可雨以称2个像沾素P和Q在S中是弓连通鉴的。对于S中的蚊任何社像素p，S中连险通到蹦该像缺素的须像素也集叫仙做S的连并通分昼量。牵如果S中仅欠有一册个连屈通分岛量，艇则集宇合S叫做熄连通崖集.区域妹和边鲁界令R是图宾像中傲的一浊个像伪素子丝式集，劣如果R同时末是连去通集樱，则牵称R为一振个区甚域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