数字图像视频处理技术1

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1、图像/视频处理技术注：本讲内容参考了五邑大学李鹤喜《数字图像技术》讲义和北京大学数字媒体研究所《数字媒体技术基础》课件《数字媒体技术基础》第三讲（8课时）教学目标了解数字图像/视频处理的基本概念和基本方法掌握目前最常用的数字图像/视频处理开发包----OpenCV，了解如何用OpenCV开发基本的数字图像/视频处理程序2/155教学内容第一部分：基本概念和操作图像像素间联系图像的基本统计特性—直方图基本图像处理技术—点运算、二值图像形态学操作、连通分量分析第二部分：OpenCVOpenCV概述基础结构与操作基本OpenCV程序与示例3/155第一部分：基本

2、概念和操作4/155像素的邻域（1）p的4邻域坐标为(x,y)的像素p有4个水平和垂直的相邻像素，坐标分别为:(x+1,y),(x-1,y),(x,y+1),(x,y-1)，这个像素集称为p的4邻域，用N4(p)表示。5/155像素的邻域（2）p的4个对角邻像素坐标分别为:(x+1,y+1),(x-1,y-1),(x-1,y+1),(x-1,y-1)，用ND(p)表示。（3）p的8邻域N4(p)+ND(p)。6/1551、像素的邻接如果接触则邻接。邻接仅考虑了像素间的空间关系。如一个像素和在它邻域中的像素是接触的，所以是邻接的2、像素的连接两个像素的连接，

3、则需满足：它们在空间上是接触的（即它们是邻接的）它们的灰度值（或者其他属性值）满足某个特定的相似准则（如它们的灰度值相等）像素间的邻接、连接和连通7/155设V表示定义连接的灰度值的集合4－连接：2个像素p和r在V中取值，且r在N4（p）中8－连接：2个像素p和r在V中取值，且r在N8（p）中m－连接(混合连接)：2个像素p和r在V中取值，且满足下列条件之一：①r在N4（p）中②r在ND（p）中且N4（p）∩N4（r）不包含V中取值的像素8/155abpcdref1110010111110101r不在N4(p)中，r在ND(p)中，N4(p)中包括标有a，

4、b，c，d四个像素，N4(r)中包括标有c，d，e，f四个像素，且N4（p）∩N4（r）包括标有c，d的两个像素设V＝{1}满足条件二不满足条件二9混合连接的实质：在像素之间同时存在4－连接和8－连接时，优先采用4－连接，并屏蔽两个和同一像素间存在4－连接的像素之间的8－连接。混合连接是8－连接的变型，引进它是为了消除使用8－连接时出现的多路问题。011010001011010001011010001设V＝｛１｝，中心像素与8邻域像素连接关系如图b所示，由于8－连接产生歧义性（中心与右上角像素有两条通路），用m－连接消除，中心像素与右上角像素之间直接的m-

5、连接不能成立，所以线路如图c所示。10两像素间的通路：如果这条通路上的所有像素的灰度值均满足某个特定的相似准则，则说明两个像素p和q是连通的。根据所采用的邻接定义的不同得到不同的连通。如4－连通，8－连通像素的连接是像素连通的一种特例。n=1时，两个连通的像素也是连接的。像素的连通11随堂练习：以下p-q通路各是什么通路？12图像的子集合：图像中的一部分，根据像素间的联系，可将图像中某些像素结合组成图像的子集合。图像子集的连接：如果S中的一个或一些像素与T中的一个或一些像素连接，则两个图像子集S和T是连接的要考虑：是否是邻接子集，它们中邻接像素的灰度值是否

6、满足某个特定的相似准则图像子集的邻接：如果图像子集S中的一个或一些像素与图像子集T中的一个或一些像素邻接，则两个图像子集S和T是邻接的。根据所采用的像素邻接定义，可得到图像子集4－邻接或8－邻接像素集合的邻接和连通13/155设p和q是一个图像子集S中的两个像素，如果存在一条完全由在S中的像素组成的从p到q的通路，那么就称p在S中与q相连通对S中任一像素p，所有与p相连通且又在S中的像素的集合（包括p）合起来称为S中的一个连通分量。如果S中只有一个连通组元，即S中所有像素都互相连通，则称S是一个连通集。两个互不邻接但与同一图像子集都邻接（在同一个V下）的图

7、像子集是互相连通的。图像中同一个连通集中的任两个像素互相连通，而不同连通集中的像素互不连通。14/155连通区域分析（ConnectedComponentAnalysis)CVPR和图像分析处理的众多应用领域中较为常用和基本的方法。例如：OCR识别中字符分割提取（车牌识别、文本识别、字幕识别等）、视觉跟踪中的运动前景目标分割与提取（行人入侵检测、遗留物体检测、基于视觉的车辆检测与跟踪等）、医学图像处理（感兴趣目标区域提取）、等等。也就是说，在需要将前景目标提取出来以便后续进行处理的应用场景中都能够用到连通区域分析方法，通常连通区域分析处理的对象是一张二值化

8、后的图像。15/155像素之间的联系与像素在空间的接近程度有关。像