数字图像处理第1章

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1、数字图像处理与分析第1讲数字图像处理的基础图像处理的基础知识1.1图像f(x,y)x,y是坐标轴上的点，并且（x,y）点的f值表示（x,y）点的亮度或者是灰度是对客观对象的一种相似性的、生动性的描述或写真。或者说图像是客观对象的一种表示，它包含了被描述对象的相关信息1.2数字图像当x,y,f的值是有限、离散量时，则称为数字图像采样量化采样量化一般，当限定数字图像的大小时,为了得到质量较好的图像可采用如下采样和量化原则：（1）对缓变的图像，应该细量化，粗采样，以避免假轮廓。（2）对细节丰富的图像，应细采样，粗量化，以避免模糊

2、（混叠）。(a)Lena(b)Barbara(c)Mandrill图2.1.3国际上流行的三幅标准图像1.3数字图像类型1.黑白图像(二值图像）2.灰度图像3.彩色图像1.4数字图像处理1.4.1数字图像处理的起源上世纪20年代，通过海底电缆（submarinecable）从伦敦传送一幅图片到纽约。BartlanesystemSpecializedprintingequipment利用计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等的理论、方法和技术称为数字图像处理。(1)从图像到图像的处理(2)从图像到非图像的一种

3、表示1.4.2数字图像处理的发展阶段1.4.3数字图像处理的目的一般而言，对图像进行加工和分析主要有如下三方面的目的:：提高图像的视感质量，以达到赏心悦目的目的。提取图像中所包含的某些特征或特殊信息，以便于计算机分析。对图像数据进行变换、编码和压缩，以便于图像的存储和传输。1.4.4数字图像处理的发展现状及发展趋势（1）高分辨率、高速度。图像处理技术发展的最终目标是要实现图像的实时处理，移动目标的生成、识别和跟踪；（2）立体化。立体化所包括的信息最为完整和丰富，未来采用数字全息技术将有利于达到这个目的；（3）智能化。其目的

4、是实现图像的智能生成、处理、识别和理解。1.4.5数字图像处理的应用医学诊断-x射线X射线管，是一带有正负极的真空管，通过加热阴极产生自由电子，这些电子以高速飞向携带正电子的阳极，当电子碰撞到原子核后，就会释放出x射线。X射线的能量由加在正极上的电压控制，它的数量则由加在灯丝阳极端的电流控制。有了x-射线源，只要将x-射线通过病人后，通过对x-射线敏感的胶片收集起来就可以产生x-射线图。天气预报-飓风雷达雷达的工作原理和功能是什么?雷达的工作原理是通过发射和接受无线电波来实现对目标的探测，现代雷达可以同时探测目标的距离、方

5、位、高度、速度、形状和目标类型等等。雷达的控制系统怎样辩别各种物体的?与雷达自身接受的电磁波类型有关，接受的电磁波波长越短，分辨率越高，毫米波雷达、红外线雷达和激光雷达可以在屏幕上还原目标形象，而米波雷达只能在屏幕上显示一个亮点。1.5图像的视觉原理1.5.1人的视觉模型及特性1.5.2数码照相机的工作原理1.6人眼特性暗亮亮适应适应时间短几秒种亮暗暗适应适应时间长30秒2.绝对视觉阈值在充分暗适应的状态下，在全黑视场中，人眼能感受到的最小光刺激值，称为人眼的绝对视觉阈值。若以入射到人眼瞳孔上最小照度值表示，人眼的绝对视觉

6、阈值在10-9lx数量级。若以量子阈值表示，最小可探测的视觉刺激是58~145个蓝绿光(波长为510nm)的光子轰击角膜时引起的。据估算，这一刺激实际上是5~14个光子到达并作用于视网膜引起的。1.适应3.人眼的空间分辨力分辨力——人眼在一定距离上能区分开相近两点的能力，用能区分开的最小视角之倒数来描述ρ=1/θ马赫效应——当亮度发生越变时，在亮暗边缘附近，亮侧亮度上冲、暗侧亮度下冲的现象4．人眼视觉的时间特性(1)视觉起始特性在加入阶跃光波刺激时所产生的感觉变化，在刺激后几十毫秒时感觉才达到顶点，然后慢慢减少到一个常值。

7、人眼视觉曲线的上升沿时间随着刺激光强的增加而缩短。(2)视觉惰性人眼的亮度感觉不会随着物体亮度的消失而立即消失，而有一个过度时间，这为视觉惰性。在亮度消失以后尚能保持1/20—1/10秒；当闪烁光源每秒钟闪烁次数越过10—20次时便会给人以均匀发光体的感觉，电影画面24幅/s；遮光技术每幅画面放两次—48幅/s(1)人眼空间混色特性(2)人眼时间混色特性(3)人眼的生理混色特性5．人眼的混色特性1.7.1图像质量评价对图像质量最普通和最可靠的评价是观察者的主观评价。主观评价的任务是要把人对图像质量的主观感觉与客观参数和性能

8、联系起来。图像质量评价是图像工程的基础技术之一。在图像通信工程中、图像被光学系统成像到接收器上，再经过光电转换、记录、编码压缩、传输、增强和复原处理及其他变换等过程。所有这些过程的技术优劣的评价都归结到图像质量的评价。1．图像质量的主观评价表1.5.1主观测试分级标准损伤质量比较每级的主观质量国别每级的