Python图像处理与机器视觉入门 课件 第二章 图像的点运算-线性变换

图像处理技术与应用李钦深圳信息职业技术学院软件学院科技楼1703D室1295254769@图像处理技术与应用第二章

图像的点运算-线性变换什么是数字图像：（1）打开windows画图工具，画图(画板20x20像素)（2）编程，将图像转化为数字（3）观察每个点

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数字图像基础代码：

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数字图像基础

1通道（分量）即R，img[i][j][0]2通道（分量）即G，img[i][j][1]3通道（分量）即B，img[i][j][2]R、G、B可以叠加形成不同的颜色

1-6图像的点运算

整幅图像来说每个通道都是一个M*N的矩阵

1-6图像的点运算DA

=（R，G，B），单个像素单个通道范围是：0~255

0表示几乎没有，255表示最强

1-6图像的点运算

以2X2的图像为例（M=N=2）每个像素都有坐标（X,Y）以及像素值DAxy

1-6图像的点运算

以2X2的图像为例（M=N=2）每个像素都有坐标（X,Y）以及像素值DAxy

1-6图像的点运算

以2X2的BMP图像为例（M=N=2）像素值DAxy

包含三个通道的值（R，G，B）

1-6图像的点运算

以2X2的BMP图像为例（M=N=2）

1-6图像的点运算

以2X2的BMP图像为例（M=N=2）

1-6图像的点运算

以2X2的BMP图像为例（M=N=2）

1-6图像的点运算I=imread('testImage.bmp')

1通道R，I(:,:,1)；2通道G，I(:,:,2)；3通道B，I(:,:,3)DA=(R,G,B)

1-6图像的点运算

1-6图像的点运算

1-6图像的点运算

1-6图像的点运算

1-6图像的点运算计算BMP图像文件大小：文件大小=分辨率*位深度/8/1024(单位：KB)（1）分辨率（resolution）单位为一幅图像像素总数：1024*768像素，1280*720像素；（2）清晰度（definition）单位为单位长度上的像素个数：500DPI，800DPI；（3）位深度用于控制图像颜色数量24位真彩色：一个颜色可以拆分成红绿蓝三通道,24真彩色就是每通道分配8位,每种颜色用一个字节来表示.3*8=24(16777216种颜色)

1数字图像基础（3）位深度用于控制图像颜色数量24位真彩色：一个颜色可以拆分成红绿蓝三通道,24真彩色就是每通道分配8位,计算机存储文件使用二进制，则色彩数量为2^24=16777216（4）计算机存储单位换算：8bits=1byte1024byte=1K1024K=1M1024M=1G

1数字图像基础练习（1）：从网上下载一幅图片，用画笔另存为BMP，计算图像大小，与文件实际大小进行对比

1数字图像基础概念：对一幅图像中的每个点进行相同的操作：线性变换伽玛变换直方图均衡化

2图像的点运算线性变换：概念介绍：以灰度图像为例，假设原图像像素的灰度值为DA=f(x,y),(x,y)为图像坐标，处理后图像像素的灰度值为DB=g(DA)=a*DA+b。要求DA和DB都在图像的灰度范围之内,a为斜率，b为截距。灰度变换函数描述了输入灰度值和输出灰度值之间的转换关系。一旦灰度转换关系确定，则图像中每一点的运算关系就被完全确定下来。

3线性变换线性变换：由线性变换的公式可知，a调整的是图像的对比度，b调整的是图像的亮度。若a=1,b=0，图像像素不发生变化；若a=1,b!=0，图像全部灰度值上移或下移；若a>1，图像对比度增强；若0<a<1，图像对比度减小；若a<0，暗区域变亮，亮区域变暗，等于图像求补。

3线性变换线性变换：由线性变换的公式可知，a调整的是图像的对比度，b调整的是图像的亮度。若a=1,b=0，图像像素不发生变化；若a=1,b!=0，图像全部灰度值上移或下移；若a>1，图像对比度增强；若0<a<1，图像对比度减小；若a<0，暗区域变亮，亮区域变暗，等于图像求补。

3线性变换线性变换：由线性变换的公式可知，a调整的是图像的对比度，b调整的是图像的亮度。若a=1,b=0，图像像素不发生变化；若a=1,b!=0，图像全部灰度值上移或下移；若a>1，图像对比度增强；若0<a<1，图像对比度减小；若a<0，暗区域变亮，亮区域变暗，等于图像求补。

3线性变换线性变换：进行线性变换，我们需要了解一点矩阵计算的知识。下图表示了三个不同尺寸的矩阵。

3线性变换这三个矩阵可分别用数字表示为：1*2矩阵DA=[10,20]2*1矩阵DA=[10;20]分号代表换行2*2矩阵DA=[10,20;10,20]常数与矩阵的乘法可表示为：DA=[10,20]a*DA=[a*10,a*20],a为常数常数与矩阵的加法可表示为：DA=[10,20]DA+b=[10+b,20+b]，b为常数从而可以推导出线性变换的计算为：1*2矩阵DB=[a*10+b,a*20+b]2*1矩阵DA=[a*10+b;a*20+b]分号代表换行2*2矩阵DA=[a*10+b,a*20+b;

a*10+b,a*20+b]

3线性变换例子：DA是一幅分辨率为1*10像素的单通道图片，DA=a=1,b=0DB=1*DA+0DB=a=1,b=20DB=1*DA+20DB=a=2,b=0DB=2*DA+0DB=

3线性变换练习（2）：DA=a=1,b=0DB=a=1,b=20DB=a=2,b=50DB=

3线性变换练习（2）：计算DA=a=1,b=0DB=1*DA+0a=1,b=20DB=1*DA+20a=2,b=50DB=2*DA+50

3线性变换练习（3）：编程完成练习（2）。