光电图像处理复习Word文档下载推荐.docx
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一维数字信号二维数字信号
研究内容:
数字滤波器、数字正交变图像滤波器、图像正交变换、图像编码等
换、数字编码等
数字信号处理与图像处理是紧密相关学科。
6.计算机图形学图像处理
图形图像
图形生成、透视、消隐图像处理、图像分割、图像分析
过程:
由数学公式生成仿真图形或图像由原始图像处理出分析结果
计算机图形学与图像处理是逆过程。
7.计算机图形学.
8.计算机视觉图像处理
图像或图像序列图像
视觉感知、图像理解图像处理、图像分割、图像分析
由图像特征感知、识别和理解三维场景由原始图像处理出分析结果
9.数字图像处理的主要应用
•遥感图像应用:
资源调查、灾害监测、农林业规划、城市
规划、环境保护等
•医学图像应用:
计算机断层摄影计算成像CT技术、X射线、
染色体分析等
•工业和实验图像应用:
无损探伤、自动检查和识别、智能机
器人等
第二章:
1.人眼的构造与机理要点人眼的机理与照相机类似:
瞳孔:
透明的角膜后是不透明的虹膜,虹膜中间的圆孔称为瞳孔,,其直径可调节,控制进入人眼内之光通量(照相机光圈作用>
。
b5E2RGbCAP
晶状体:
瞳孔后是一扁球形弹性透明体,其曲率可调节,以改变焦距,使不同距离的图在视网膜上成象(照相机透镜作用>
p1EanqFDPw
2.视细胞:
视网膜上集中了大量视细胞,分为两类:
锥状细胞:
明视细胞,在强光下检测亮度和颜色;
杆(柱>
状细胞:
:
暗视细胞,在弱光下检测亮度,无色彩感觉。
其中,每个锥状视细胞连接着一个视神经末梢,故分辨率高,分辨细节、颜色;
多个杆状视细胞连接着一个视神经末梢,故分辨率低,仅分辨图的轮廓。
DXDiTa9E3d
3.人的视觉模型:
光刺激经角膜,照射在视网膜上,由于瞳孔大小限制,这一阶段可视为低通滤波过程RTCrpUDGiT
视神经对光信号的传递,等效于一个空间的高通滤波器
4.可见光波长从380nm到780nm,对波长为555nm的光有最大的敏感度。
5.HSB:
色调、饱和度、亮度。
色调<
Hue)是指光的颜色(光谱色)。
饱和度<
Saturation)是指颜色的纯度。
亮度<
Brightness)是指彩色光所引起的人眼对明暗程度的感觉。
6.物理配色机理
加色法:
红、绿、蓝<
RGB)
红色+绿色=黄色,红色+蓝色=品红,绿色+蓝色=青色,红色+绿色+蓝色=白色
减色法:
青、品、黄、灰<
CMYK)
青色+黄色=绿色,青色+品红=蓝色,黄色+品红=红色,青色+黄色+晶红=黑色
7.彩色图像分类
黑白图像:
图像只有明暗程度的变化而没有色彩的变化,最简单的是二值图象,只有两种灰度,如<
0or1)或<
0or255)。
5PCzVD7HxA
伪彩色图像:
是指经过伪彩色处理而形成的彩色图象。
其像素值是所谓的索引值,是按照灰度值进行彩色指定的结果,其色彩并不一定忠实于外界景物的真实色彩。
jLBHrnAILg
假彩色图像:
是指遥感多波段图象合成的彩色图象。
真彩色图像:
是忠实于外界景色的色彩的图象,其像素一般是颜色的真实值。
8.图像数字化器必须能够把一幅图像分为图像元素<
像素)并确定每个像素的位置,测量每个像素的灰度级,将连续数据量化以产生一个整数集合。
数字化器件具备以下五个部分:
xHAQX74J0X
(1>
采样孔:
使图像数字化器能够在整幅图像中取出独立的像素。
(2>
扫描器件:
以预定的方式在图像上移动采样孔,按照顺序一一传输像素。
(3>
光传感器:
通过采样孔采集每个像素的亮度,将光信号转换为电信号。
(4>
转换器:
将转换器的连续输出转换为正数值,数字化部件由A/D转换电路组成。
(5>
输出介质:
固态存储器,磁盘或其他的设备。
9.
10.图像的质量评价
几个基本术语
像素(pixel>
图像的最小信息单位,通常是一个整数,其大小称为像素值。
灰度级(Gray-level>
表示像素明暗程度的整数量称为灰度级。
图像分辨率(Resolution>
指组成一幅图像的像素密度,也就是图幅参数。
对同样大小的一幅图,如果组成该图的图像像素数目越多,则说明图像的分辨率越高,看起来就越逼真。
相反,图像显得越粗糙。
LDAYtRyKfE
显示分辨率:
指显示屏上能够显示出的像素数目。
例如,显示分辨率为640×
480表示显示屏分成480行,每行显示640个像素,整个显示屏就含有307200个显像点。
Zzz6ZB2Ltk
图像深度<
Bpp,Bitperpixel>
指存储每个像素所用的位数,它也是用来度量图像的灰度分辨率。
dvzfvkwMI1
(6>
灰度级与图像深度的关系
1bit(位>
——2级
2bit(位>
——4级
8bit(位>
——256级
24it(位>
——256×
256×
256<
真彩色图像)
图像的质量取决于:
层次(LevelorDetail>
、对比度(Contrast>
、清晰度(Definition>
rqyn14ZNXI
图像的层次
灰度级:
表示像素明暗程度的整数量。
层次:
表示图像实际拥有的灰度级的数量。
11.与清晰度相关的主要因素:
亮度(Luminance,Intensity>
、尺寸大小(Size>
、细微层次(Finedetail>
、颜色饱和度(ColorSaturation>
EmxvxOtOco
12.采样和量化的关系:
量化和采样是两个不同的概念,量化是在每个采样
点上进行的,所以必须先采样后量化。
量化和采样是图像数字化的不可或缺的两个操作,
二者紧密相关,同时完成。
13.图像均值:
指的是一幅图像中所有像素灰度值的算术平均值,它反映图像中不同物体的平均反射强度,一般可以表示为:
SixE2yXPq5
14.图像的熵:
如果一幅图像共有q种灰度级,并且出现的概率分别为p1,p2,p3,…pq,则这幅图像的熵可以表示为:
6ewMyirQFL
熵反映一幅图像信息量的多少,通常对于一幅图像进行不同方法处理时的比较与评价。
15.图像直方图的定义:
一个灰度级在范围[0,L-1]的数字图像的直方图是一个离散函数
nk是图像中灰度级为rk的像素个数。
rk是第k个灰度级,k=0,1,2,…,L-1。
<
2)一个灰度级在范围[0,L-1]的数字图像的直方图是一个离散函数
n是图像的像素总数。
16.位图图像是用小方形网格<
位图或栅格),即人所共知的像素来代表图像,每个像素都被分配一个特定位置和颜色值。
kavU42VRUs
矢量图形是由叫作矢量的数学对象所定义的直线和曲线组成的。
矢量根据图形的几何特性来对其进行描述。
位图图像与分辨率有关,矢量图形与分辨率无关。
第三章
1.代数运算:
加法运算
主要应用:
对同一场景的多幅图像求平均值,降低加性噪声;
一幅图像叠加到另一幅图像上去,达到二次暴光的效果。
多幅图像求平均值,降低加性噪声。
图像加运算——生成图像叠加效果。
可以得到二次暴光的效果。
图像加运算—简单图像融合。
2.图像融合就是充分利用多幅图像信息,通过对观测信息的合理支配和使用,把多幅图像在空间或时间上的互补信息,依据某种准则进行综合处理。
获得对场景的一致性解释或描述,使融合后的图像比参加融合的任意一幅图像更优越、更精确地反映客观实际。
y6v3ALoS89
图像融合——一般规则
对应像素取最大值
对应像素取最小值
对应像素取平均值
加权平均法
高级融合技术
3.逻辑运算:
求反
获得一个阴图像。
获得一个子图像的补图像。
异或
获得相交子图像。
绘制区别于背景的、可恢复的图形。
或
合并子图像。
与
求两个子图像的相交子图像。
4.几何变换:
(1>
平移变换(Translation>
设:
a(x,y>
=x+x0。
b(x,y>
=y+y0。
M2ub6vSTnP
(2>
旋转变换(Rotation>
(3>
镜像变换:
水平镜像/垂直镜像
(4>
缩放变换(Zoom>
(5>
拉伸变换(Stretch>
5.图像的插值方法
灰度级插值
最邻近插值法
双线性插值<
一阶插值)
高阶插值
第四章
1.图像增强的目的:
改善图像质量,获得更适合于人眼观察、或者对后续计算机处理、分
析过程更有利的图像。
方式:
2.空间域灰度变换:
直接灰度变换法:
1、线性变换;
2、对数变换;
3、指数变换。
直方图调整法:
1、直方图均衡化;
2、直方图匹配。
3.直方图均衡化,就是把一已知灰级概率分布的图像,经过变换后,使之成为一幅具有均匀灰度概率分布的新图像。
它可以很好地改善图像的对比度。
0YujCfmUCw
直方图规格化,就是把一已知灰级概率分布的图像,经过变换后,使之称为一幅具有指定形状直方图的新图像。
它通常在图像拼接中用于匹配不同环境变化下所获取的图像。
eUts8ZQVRd
4.均值滤波:
实现图像平滑最常见的方法是在像素邻域内求局部均值,称为均值滤波。
特点:
局部求均值的运算或平均计算使数字信号变“平坦”,可以在图像中消除或抑制噪声。
同时,图像中景物边缘也会不同程度地变得模糊。
sQsAEJkW5T
中值滤波:
用局部中值代替局部平均值。
对离散阶跃信号、斜声信号不产生作用,对点状噪声和干扰脉冲有良好的抑制作用。
能保持图像边缘,使原始图像不产生模糊。
GMsIasNXkA
中值滤波与均值滤波的区别仅限于:
中值滤波是求局部中值而不是局部均值,即对参与计算的像素灰度值按大小排序,然后取位置居中的像素灰度值。
TIrRGchYzg
5.常用差分算子
6.
第五章
1.图像复原可以看作图像退化的逆过程。
2.图像退化/复原过程的一体模型
f(x,y>
表示一幅输入图像。
g(x,y>
是f(x,y>
产生的一幅退化图像。
H表示退化函数。
2.点扩展函数的确定:
(一>
运用先验知识:
(1)长时间曝光下大气湍流造成的转移函数。
(2)光学散焦
(3)照相机与景物相对运动
(二>
运用后验判断的方法
若有把握断定原始景物某部位有一个清晰的点,于是那个点再退回图像的模糊图像就是h(x,y>
。
原景物含有明显的直线,从这些线条的退化图像得出h(x,y>
有明显的界限
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- 光电 图像 处理 复习