第6讲 图像处理

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1、Matlab的图像处理数字图像实际上是一组有序离散的数据，Matlab是一种基于向量（数组）而不是标量的高级程序语言，因而Matlab从本质上就提供了对图像的支持。使用Matlab可以对这些离散数据形成的矩阵进行一次性的处理。一、图像处理的基础知识。二、Matlab图像处理工具箱简介二、Matlab进行图像处理范例。●图像：直接量化的原始信号形式●图像的最小单位是像素●用于表现自然影像●图形：运算形成的抽象化产物●图形由具有方向和长度的矢量表示●用于分析运算结果，简单图形表示1、图形与图像一、图像处理的基础知识数字图像的生成图像是由“照射”源和形成图像的“场景

2、”元素对光能的反射或吸收相结合而产生的。照射可能由电磁能源引起，如雷达、红外线或X射线，也可能是非传统光源，如超声波等。场景可能是熟悉的物体，也可能是分子、沉积岩、大脑等。图显示了数字图像生成的典型过程，成像系统获取场景反射的能量，并将其映射到图像平面，经过采样和量化即得到数字图像。2、位图图像●图像由基本显示单元“像素”构成图像像点8bit(28=256色)16bit(216=65536色)24bit(224=16M色)●8位图像●16位图像●24位图像●二进制位与图像之间存在严格的“位映射”关系●像素由若干个二进制位进行描述●二进制位代表图像颜色的数量●具

3、有位映射关系的图叫作“位图”●“位图”特指图像3、常见的图像类型1）二进制图像每一个像素将取离散数值0或1中的一个。2)索引图像索引图像包含一个数据矩阵X和一个颜色映射矩阵map。选中图像中的某一处时，此处的像素值通过数据矩阵X，在颜色映射矩阵map中可以找到对应的像素。3）灰度图像通常用一个数据矩阵来描述，图像的每一个像素点会对应到数据矩阵中的一个元素.例如，8位灰度图像中，0代表黑色，255代表白色。4)RGB图像RGB图像又称真彩图像，它是利用R、G、B三个分量标识一个像素的颜色，利用三个基色可以合成任意颜色的原理，对一个尺寸为nXm的彩色图像来说，在M

4、atlab7.0中则存储一个nXmX3的多维数组，其中数组中的元素定义了图像中每一个象素的红、绿、蓝颜色值真彩图像。此外，Matlab还支持由多帧图像组成的图像序列。不同分辨率下的图像1024×1024→512×512→256×256→128×128→64×64→32×32不同灰度级的图像二值图像与灰度图像4、常用图像存储格式不同的操作系统、不同的图像处理软件所支持的图像格式是不同的。1）BMP文件保存为*.bmp，BMP是一种Windows标准的点阵式图形文件格式，常见于Windows附件中的画笔，这种格式的特点是包含图像信息比较丰富，几乎不进行压缩，但占用

5、磁盘空间较大。2）GIF文件保存为*.gif，该格式是CompuServe提供的一种图形格式，常见于因特网HTML网页中的动画（在没有flash之前），它使用LZW的压缩方式将文件压缩而不会占磁盘空间，因此gif格式广泛应用与因特网HTML网页文档中，或网络上的图片传输，但只能支持8位的图像文件，它还可以支持透明背景和动画的图像格式。3)TIF文件保存为*.tif，该格式是一种应用非常广泛的的无损压缩图像格式，用于应用程式之间和计算机平台之间的交换文件，它的出现使图像数据交换变的简单。（常见扫描仪扫描的图片，无压缩文件较大）4)JPEG格式保存为*.jpg，

6、该格式是目前压缩率最高的格式，常见于数码像机以及普遍应用于图像显示和超文本文档（如网页）中。在压缩保存过程中与GIF格式不同，JPEG保留RGB图像中的所有颜色信息，以失真最小的方式去小一些细微的数据。文件颜色与分辨率用途.GIF256/96dpi用于动画、多媒体程序界面，网页界面.BMP256～224/*dpi用于Windows环境下的任何场合.TIF256～232/*dpi用于专业印刷.JPG216～232/*dpi用于数字图片保存、传送.TGA256～224/96dpi用于专业动画影视制作.PCD216～232/*dpi用于PHOTOCD●注意：图像文件

7、的扩展名不要轻易修改，否则不能使用图像文件●数字化图像以文件的形式存在，其文件名有严格的约定5.数字图像处理的研究内容数字图像处理的研究主要有两个方面：1.为了便于人工分析而对图像信息的改进，包括图像去噪、增强、图像恢复等；2.为了便于机器自动理解，对图像进行的分割、理解等图像研究介绍底层信息像素：每幅图像存储为矩阵[a(i,j)],其中(i,j)为像素空间位置，a(i,j)为像素的(红/绿/蓝)三通道颜色向量或者灰度值。边缘：颜色或者灰度变化比较大的像素点集合。生物视觉系统对边缘具有强敏感性。纹理：草地、树林、天空等区域。中层信息分割：例如上述图像可分割为

8、不同的区域：天空、树林、草地、马。目标