2010数字图像处理复习材料(1)end[1]

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1、数字图像处理复习材料（1）2010年——计算机科学、应用数学专业第1章绪论一、什么是图像？区分数字和模拟图像？图是物体透射或反射光的分布。像是人的视觉系统对图在大脑中的印象。图像是图和像的有机结合。图像是对客观对象的一种可视表示，包含了被描述对象的有关信息。根据图像空间坐标和幅度（亮度或色彩）的连续性可分为模拟（连续）图像和数字图像。模拟图像是空间坐标和幅度都连续变化的图像，而数字图像是空间坐标和幅度均用离散的数字（一般是整数）表示的图像。二、图像处理的步骤及处理内容主要步骤：图像信息的获取、存储、处理、传输、输出和显示。

2、主要内容：图像数字化、变换、增强、恢复、压缩编码、分割、分析描述和识别。从图像识别的角度：图像预处理（增强、去噪等）、图像分割、图像识别（图像已得到）三、图像的数学表示一幅图像所包含的信息首先表现为光的强度（intensity）,即一幅图像可看成是空间各个坐标点上的光强度I的集合，其普遍数学表达式为：I=f(x，y，z，λ，t)(x,y,z)空间坐标，λ波长，t时间，I光点(x,y,z)的强度（幅度）。表示一幅运动的(t)、彩色/多光谱的(λ)、立体的(x,y,z)图像。（1）静止图像：I=f（x，y，z，λ）（2）灰度图

3、像：I=f（x，y，z，t）（3）平面图像：I=f（x，y，λ，t）（4）平面静止灰度图像：I=f（x，y）四、数字图像处理系统的组成及作用组成：由图像输入、图像存储、图像输出、图像通信、图像处理和分析5个模块组成。作用：图像采集（数字化）、存储图像信息、显示或保存、传输通信、算法软件和计算机完成处理功能五、数字图像处理的主要应用1．信息安全：信息隐藏与数字水印，指纹、虹膜和面部识别（金融电子商务认证等）；2．图像检索：基于内容的图像检测、识别与检索（包括www）；3．通信方面：图像传输、数字电话、卫星通信等。压缩图像数据

4、和动态图像（序列）传送。4．生物医学：细胞染色体血球分析、放射CT超声等图像、癌细胞识别、心脏动态分析等。5．军事公安：军事目标探测、导弹制导、雷达声纳图像等；公安现场照片、指纹、足迹分析，人像、印章、手迹识别，集装箱核辐射成像检测，随身携带物X射线检查等。6．工业生产：CADCAM机械优化设计、印制板质量缺陷检测、无损探伤、石油气勘测、交通管制和机场监控、流水线零件自动监测识别、邮件自动分拣和包裹的自动分拣识别等。其它还有：宇宙探测、遥感方面、天气预报、考古保护等。第2章数字图像处理基础一、三基色原理：人眼的视网膜上存在

5、有大量能在适当亮度下分辨颜色的锥状细胞，分别对应红、绿、蓝三种颜色。红R、绿G、蓝B被称为三基色。人眼所感受到的颜色其实是三种基色按照不同比例的组合。C=R（R）+G（G）+B（B）二、颜色模型：表示颜色的方法。面向机器（如显示器、摄像机、打印机等）RGB模型和面向颜色处理HSI（HSV）模型（面向人眼视觉，亮度I与彩色无关，HS与人感知对应）。1．RGB模型：在三维直角坐标系中，用相互垂直的三个坐标轴代表R、G、B三个分量，并将R、G、B分别限定在[0,1]，则该单位正方体代表颜色空间，其中一个点代表一种颜色。2．7HS

6、I模型：利用颜色的三个属性色调H（hue）、饱和度S（saturation）和亮度I（intensity）组成一个表示颜色的圆柱体。H角度值色谱变化，S>1常数彩色饱和，I加小数改亮度三、数字图像的矩阵表示[f(0,0)f(0,1).....f(0,N-1)];f(m,n)=[f(1,0)f(1,1).....f(1,N-1)];.....[f(M-1,0)f(M-1,1).....f(M-1,N-1)];模板坐标：[f(i-2,j-2)f(i-2,j-1)f(i-2,j)f(i-2,j+1)f(i-2,j+2)];[f(

7、i-1,j-2)f(i-1,j-1)f(i-1,j)f(i-1,j+1)f(i-1,j+2)];[f(i,j-2)f(i,j-1)f(i,j)f(i,j+2)f(i,j+2)];[f(i+1,j-2)f(i+1,j-1)f(i+1,j)f(i+1,j+1)f(i+1,j+2)];[f(i+2,j-2)f(i+2,j-1)f(i+2,j)f(i+2,j+1)f(i+2,j+2)];四、数字图像的特点1．信息量大：1024*768，256个灰度级的图像多少bit=1024*768*8位2．占用频带宽。压缩的高要求。3．像素间相

8、关性大。(1)帧内相邻像素相关性大；(2)帧间对应像素相关性更大。4．视觉效果的主观性大。第3章图像变换一、图像的几何变换（空间平移、比例缩放、旋转、仿射变换和图像插值）实质：改变像素的空间位置，估算新位置的像素值。基本几何变换的定义通过坐标变换得新坐标u=a(x,y)；v=b(x,y)，原图像f(x,