(新)七年級(jí)語(yǔ)文部編版下冊(cè)第三單元名著導(dǎo)讀《駱駝祥子》(18張)課件

第２章數(shù)字圖像表示及其處理－主要內(nèi)容人眼成像過(guò)程簡(jiǎn)單的圖像形成模型圖像的數(shù)字化數(shù)字圖像的基本類型圖像的灰度直方圖數(shù)字圖像的基本文件格式編程處理圖像第２章數(shù)字圖像表示及其處理－主要內(nèi)容12.1人眼成像過(guò)程人眼是一個(gè)平均半徑為20mm的球狀器官。它由三層薄膜包圍著，如圖所示。最外層是堅(jiān)硬的蛋白質(zhì)膜，其中，位于前方的大約1／6部分為有彈性的透明組織，稱為角膜，光線從這里進(jìn)入眼內(nèi)。其余5／6為白色不透明組織，稱為鞏膜，它的作用是鞏固和保護(hù)整個(gè)眼球。中間一層由虹膜和脈絡(luò)膜組成。虹膜的中間有一個(gè)圓孔，稱為瞳孔。它的大小可以由連接虹膜的環(huán)狀肌肉組織來(lái)調(diào)節(jié)，以控制進(jìn)入眼睛內(nèi)部的光通量大小，其作用和照相機(jī)中的光圈一樣。最內(nèi)一層為視網(wǎng)膜，它的表面分布有大量光敏細(xì)胞。2024/4/122.1人眼成像過(guò)程人眼是一個(gè)平均半徑為20mm的球狀器官。2.1人眼成像過(guò)程除了三層薄膜，在瞳孔后面有一個(gè)扁球形的透明體(水晶體)。水晶體的作用如同可變焦距的一個(gè)透鏡，它的曲率可以由睫狀肌的收縮進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使景象始終能剛好地聚焦于黃斑區(qū)。眼睛的晶狀體和普通光學(xué)透鏡之間的主要差別在于前者的適應(yīng)性強(qiáng)。用眼睛看建筑物側(cè)面的圖解，C點(diǎn)是晶狀體的光心2024/4/132.1人眼成像過(guò)程除了三層薄膜，在瞳孔后面有一個(gè)扁球形的透明2.1人眼成像過(guò)程可計(jì)算物體在視網(wǎng)膜上的成像尺寸。例如，上圖中，觀察者看1個(gè)相距100m高15m的柱狀物體。如果用x代表以mm為單位的視網(wǎng)膜上的成像尺寸，根據(jù)圖中的幾何關(guān)系，15/100=x/17，X=2.55mm。2024/4/142.1人眼成像過(guò)程可計(jì)算物體在視網(wǎng)膜上的成像尺寸。2024/人眼的機(jī)理與照相機(jī)類似1.瞳孔：透明的角膜后是不透明的虹膜，虹膜中間的圓孔稱為瞳孔，其直徑可調(diào)節(jié)，從而控制進(jìn)入人眼內(nèi)的光通量?照相機(jī)光圈作用2.晶狀體：瞳孔后是一扁球形彈性透明體，其曲率可調(diào)節(jié)，以改變焦距，使不同距離的圖在視網(wǎng)膜上成像?照相機(jī)透鏡作用2024/4/15人眼的機(jī)理與照相機(jī)類似1.瞳孔：透明的角膜后是不透明的虹膜人眼的機(jī)理與照相機(jī)類似3.視細(xì)胞：視網(wǎng)膜上集中了大量視細(xì)胞，分為兩類：1）錐狀細(xì)胞：明視細(xì)胞，在強(qiáng)光下檢測(cè)亮度和顏色；每個(gè)眼內(nèi)約有6,000,000~7,000,000個(gè)錐細(xì)胞。它們對(duì)顏色很敏感。其中，每個(gè)錐狀視細(xì)胞連接著一個(gè)視神經(jīng)末梢，故分辨率高，分辨細(xì)節(jié)、顏色；2）桿(柱)狀細(xì)胞：暗視細(xì)胞，在弱光下檢測(cè)亮度，無(wú)色彩感覺(jué)。柱細(xì)胞的數(shù)量要比錐細(xì)胞大得多，在視網(wǎng)膜表面上大約有75,000,000~150,000,000個(gè)柱細(xì)胞。多個(gè)桿狀視細(xì)胞連接著一個(gè)視神經(jīng)末梢，故分辨率低，僅分辨圖的輪廓。

4.人眼成像過(guò)程視細(xì)胞受到光刺激產(chǎn)生電脈沖

視神經(jīng)中樞

大腦成像2024/4/16人眼的機(jī)理與照相機(jī)類似3.視細(xì)胞：視網(wǎng)膜上集中了大量視細(xì)胞人眼的亮度感覺(jué)1.人眼亮度感覺(jué)范圍1）總范圍很寬（10-2~106,c=108）2）人眼適應(yīng)某一環(huán)境亮度后，范圍限制↓①適當(dāng)平均亮度下：c=103②很低亮度下：c=102.人眼對(duì)亮暗程度所形成的“黑”“白”感覺(jué)具有相對(duì)性，在不同的環(huán)境下對(duì)同樣亮度的主觀感受并不相同。3.圖像“黑”“白”（“亮”、“暗”）對(duì)比參數(shù)（1）對(duì)比度c=Bmax/Bmin(圖像中最大和最小亮度或灰度之比)（2）相對(duì)對(duì)比度cr=100%*（B-B0)/B0(B—物體亮度；B0—背景亮度）2024/4/17人眼的亮度感覺(jué)1.人眼亮度感覺(jué)范圍2024/3/307人眼的亮度感覺(jué)4.主觀亮度S與實(shí)際亮度B之間的關(guān)系(對(duì)數(shù)關(guān)系)

S=KlnB+k05.人眼亮度感覺(jué)的應(yīng)用(1)由以上可知，若原圖像①→處理→恢復(fù)→重現(xiàn)圖像②,只要①和②的對(duì)比度及亮度差別級(jí)數(shù)(灰度級(jí)/層次)相同，就能給人以真實(shí)的感覺(jué)，這就為圖像處理奠定了靈活的基礎(chǔ)。（2）大部分圖像的

c

≤100故一幅圖像數(shù)字化時(shí)，灰度級(jí)取256左右。6.人眼適應(yīng)性（1）暗適應(yīng)：亮→暗：慢（10分鐘左右）（2）亮適應(yīng)：暗→亮：快（3分鐘左右）

2024/4/18人眼的亮度感覺(jué)4.主觀亮度S與實(shí)際亮度B之間的關(guān)系(對(duì)數(shù)關(guān)人眼的亮度感覺(jué)7.人眼的亮度對(duì)比效應(yīng)（1）兩物體亮度相同，但人感到背景暗的物體亮，背景亮的物體暗;（2）兩不同亮度物體處在不同亮度背景下，人按對(duì)比度c感覺(jué)物體亮度對(duì)比;（3）亮度恒定：人眼觀察c1=c2的物體，會(huì)認(rèn)為兩物體亮度相同(近)。圖中間方塊的亮度相同，當(dāng)背景變亮?xí)r，它們變暗2024/4/19人眼的亮度感覺(jué)7.人眼的亮度對(duì)比效應(yīng)圖中間方塊的亮度相同人眼的視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)人類感知現(xiàn)象存在視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)。在錯(cuò)覺(jué)中，眼睛填充上了不存在的信息或者錯(cuò)誤感知物體的幾何特點(diǎn)。（a）一個(gè)正方形的輪廓看得很清楚，盡管在圖像中這些部分并沒(méi)有線2024/4/110人眼的視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)人類感知現(xiàn)象存在視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)。在錯(cuò)覺(jué)中，眼睛填充上人眼的視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)（b）僅僅幾條直線就可以給出一個(gè)圓的錯(cuò)覺(jué)。（c）兩條水平線長(zhǎng)度相同，但是感覺(jué)一個(gè)比另一個(gè)短。2024/4/111人眼的視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)（b）僅僅幾條直線就可以給出一個(gè)圓的錯(cuò)覺(jué)。（c人眼的視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)（d）所有旋轉(zhuǎn)450的線都是等距離的平行線，然而畫(huà)有交叉影線就產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，感覺(jué)這些線不再平行。視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)是人類視覺(jué)系統(tǒng)的一個(gè)特性，這一特性尚未完全了解。2024/4/112人眼的視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)（d）所有旋轉(zhuǎn)450的線都是等距離的平行線，然能看到很多黑點(diǎn)在閃動(dòng)嗎？2024/4/113能看到很多黑點(diǎn)在閃動(dòng)嗎？2024/3/3013色彩的迷惑2024/4/114色彩的迷惑2024/3/3014運(yùn)動(dòng)的齒輪2024/4/115運(yùn)動(dòng)的齒輪2024/3/30152.1人眼成像過(guò)程物體反射或透射了照射光譜的一部分而吸收了其余部分呈現(xiàn)顏色。人從一個(gè)物體感受的顏色由物體反射光的性質(zhì)決定。一個(gè)物體若所有反射的可見(jiàn)光波長(zhǎng)是相對(duì)平衡的，則物體對(duì)觀察者來(lái)說(shuō)是顯示白色。然而，一個(gè)物體在可見(jiàn)光譜的有限范圍內(nèi)反射時(shí)會(huì)呈現(xiàn)各種顏色色調(diào)。如，綠色物體反射波長(zhǎng)主要在500~570范圍的光，而吸收其他波長(zhǎng)的大部分能量。沒(méi)有顏色的光叫消色光或單色光。屬性是它的強(qiáng)度或大小。用灰度級(jí)表示，范圍從黑到灰，最后到白。2024/4/1162.1人眼成像過(guò)程物體反射或透射了照射光譜的一部分而吸收了其2.1人眼成像過(guò)程人眼對(duì)彩色的感知由3個(gè)量來(lái)度量：亮度：光作用于人眼的明亮程度色調(diào)：人眼的彩色感覺(jué)，反映顏色的種類飽和度：彩色的深淺或純潔程度色調(diào)和飽和度合稱色度，說(shuō)明彩色光的顏色類別和顏色的深淺程度。2024/4/1172.1人眼成像過(guò)程人眼對(duì)彩色的感知由3個(gè)量來(lái)度量：2024/2.1人眼成像過(guò)程大多數(shù)顏色光可分解為紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）3種光，稱為三基色。按不同比例混合稱相加混色：紅+綠=黃紅+藍(lán)=品紅綠+藍(lán)=青紅+綠+藍(lán)=白2024/4/1182.1人眼成像過(guò)程大多數(shù)顏色光可分解為紅（R）、綠（G）、藍(lán)2.2簡(jiǎn)單的圖像形成模型一幅圖像實(shí)際上記錄的是物體輻射能量的空間分布，這個(gè)分布是空間坐標(biāo)、時(shí)間和波長(zhǎng)的函數(shù)，即:I=(x,y,z,λ,t)。當(dāng)一幅圖像為平面單色靜止圖像時(shí)，空間坐標(biāo)變量z,波長(zhǎng)λ和時(shí)間變量t可以從函數(shù)中去除，一幅圖像可以用二維函數(shù)f(x,y)來(lái)表示(0<f(x,y)<

):

f(x,y)=i(x,y)r(x,y)

這里0<i(x,y)<

//入射分量

0<r(x,y)<1

//反射分量反射分量限制在0和1之間。i(x,y)的性質(zhì)取決于照射源，而r(x，y)取決于成像物體的特性。例如:i(x,y)在晴朗的白天,太陽(yáng)在地球表面產(chǎn)生的照度超過(guò)90000lm/m2,在有云的情況下為10000lm/m2,

在晴朗的夜晚,滿月的情況下大約為.1lm/m2;r(x，y)黑天鵝絨0.01,不銹鋼0.65,白色墻0.80,鍍銀金屬0.90,雪0.93.2024/4/1192.2簡(jiǎn)單的圖像形成模型一幅圖像實(shí)際上記錄的是物體輻射能量圖像的獲取如圖顯示了把照射量變?yōu)閿?shù)字圖像的三種主要傳感器裝置。原理是通過(guò)將輸入電功率和對(duì)特殊類型檢測(cè)能源敏感的傳感器材料組合，把輸入能源轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?。輸出電壓波形是傳感器的響?yīng)，同時(shí)，一個(gè)數(shù)字量可從數(shù)字化該響應(yīng)的每個(gè)傳感器得到。（a）單個(gè)成像傳感器2024/4/120圖像的獲取如圖顯示了把照射量變?yōu)閿?shù)字圖像的三種主要傳感器裝置圖像的獲?。╞）線性傳感器；（c）傳感器陣列。2024/4/121圖像的獲?。╞）線性傳感器；（c）傳感器陣列。2024/3/圖像的獲取(1)用單個(gè)傳感器獲取圖像---通過(guò)運(yùn)動(dòng)獲取二維圖像2024/4/122圖像的獲取(1)用單個(gè)傳感器獲取圖像---通過(guò)運(yùn)動(dòng)獲取二維圖圖像的獲?。?）（a）用帶狀傳感器獲取圖像;(b）用環(huán)形傳感器帶獲取圖像。2024/4/123圖像的獲?。?）（a）用帶狀傳感器獲取圖像;(b）用環(huán)形傳感圖像的獲取（3）用傳感器陣列獲取圖像（a）照射源；（b）場(chǎng)景元素；（c）成像系統(tǒng)；（d）場(chǎng)景投影到圖像平面；（e）數(shù)字化圖像。2024/4/124圖像的獲?。?）用傳感器陣列獲取圖像2024/3/30242.3圖像的數(shù)字化數(shù)字圖像可以理解為對(duì)二維函數(shù)f(x，y)進(jìn)行采樣和量化(即離散處理)后得到的圖像，因此，通常用二維矩陣來(lái)表示一幅數(shù)字圖像。數(shù)字化坐標(biāo)值稱為采樣（取樣），數(shù)字化幅度值稱為量化。采樣和量化統(tǒng)稱為數(shù)字化。將一幅圖像進(jìn)行數(shù)字化的過(guò)程就是在計(jì)算機(jī)內(nèi)生成一個(gè)二維矩陣的過(guò)程。數(shù)字化過(guò)程包括三個(gè)大步驟：掃描、采樣和量化。掃描:按順序?qū)D像進(jìn)行遍歷,如矩形掃描網(wǎng)格；采樣:用光電傳感器件對(duì)像素位置上的像素取值；量化:對(duì)采樣得到的值模數(shù)轉(zhuǎn)換。2024/4/1252.3圖像的數(shù)字化數(shù)字圖像可以理解為對(duì)二維函數(shù)f(x，y)圖像數(shù)字化設(shè)備的組成及性能數(shù)字圖像處理的一個(gè)先決條件就是將圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式。一個(gè)簡(jiǎn)易的圖像處理系統(tǒng)就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)配備圖像數(shù)字化器和輸出設(shè)備。1、數(shù)字化器的組成與類型一臺(tái)圖像數(shù)字化器必須能夠把圖像劃分為若干圖像像素并給出它們的地址，能夠度量每一像素的灰度，并把連續(xù)的度量結(jié)果量化為整數(shù)，以及能夠?qū)⑦@些整數(shù)結(jié)果寫(xiě)入存儲(chǔ)設(shè)備。2024/4/126圖像數(shù)字化設(shè)備的組成及性能數(shù)字圖像處理的一個(gè)先決條件就是將圖圖像數(shù)字化設(shè)備的組成及性能包括：采樣孔、圖像掃描機(jī)構(gòu)、光傳感器、量化器和輸出存儲(chǔ)體5部分。采樣孔：使數(shù)字化設(shè)備能夠單獨(dú)觀測(cè)特定的圖像像素而不受圖像其他部分的影響。圖像掃描機(jī)構(gòu)：使采樣孔按照預(yù)先規(guī)定的方式在圖像上移動(dòng)，從而按順序觀測(cè)每一個(gè)像素。光傳感器：通過(guò)采樣孔測(cè)量圖像的每一個(gè)像素的亮度，它通常是一個(gè)將光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變換器。2024/4/127圖像數(shù)字化設(shè)備的組成及性能包括：采樣孔、圖像掃描機(jī)構(gòu)、光傳感圖像數(shù)字化設(shè)備的組成及性能量化器：將傳感器輸出的連續(xù)量轉(zhuǎn)化為整數(shù)值。典型的量化器是一種被稱為“模數(shù)轉(zhuǎn)換器”的電路，它產(chǎn)生一個(gè)與輸入電壓或電流成比例的數(shù)值。輸出存儲(chǔ)體：將量化器產(chǎn)生的灰度值按適當(dāng)格式存儲(chǔ)起來(lái)，以用于后續(xù)的計(jì)算機(jī)處理。數(shù)字化器的類型很多，目前：掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、電視攝像機(jī)等。2024/4/128圖像數(shù)字化設(shè)備的組成及性能量化器：將傳感器輸出的連續(xù)量轉(zhuǎn)化為圖像數(shù)字化設(shè)備的組成及性能2、圖像數(shù)字化器的性能性能評(píng)價(jià)：空間分辨率：?jiǎn)挝怀叽缒軌虿蓸拥南袼財(cái)?shù)。由采樣孔徑與間距的大小和可變范圍決定?；遥ㄉ┒确直媛剩毫炕癁槎嗌俚燃?jí)（位深度），顏色數(shù)（色深度）。圖像大小：儀器允許掃描的最大幅度。量測(cè)特征：數(shù)字化器所測(cè)量和量化的實(shí)際物理參數(shù)及精度。掃描速度：采樣數(shù)據(jù)的傳輸速度。噪聲：數(shù)字化器的噪聲水平（應(yīng)當(dāng)使噪聲小于圖像內(nèi)的反差）。其他：黑白/彩色，價(jià)格，操作性能等。2024/4/129圖像數(shù)字化設(shè)備的組成及性能2、圖像數(shù)字化器的性能2024/3采樣和量化的依據(jù)陣列中傳感器的數(shù)量決定了在兩個(gè)方向上的取樣限制。Nyquist_Shannon采樣定理：當(dāng)對(duì)一個(gè)最高頻率fmax的帶限信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，采樣頻率SF必須大于fmax的兩倍以上才能確保從采樣值完全重構(gòu)原來(lái)的信號(hào)。2fmax稱為Nyquist采樣率。二維采樣定理（Nyquist準(zhǔn)則）1/△x,1/△y≥2倍的圖像函數(shù)上限頻帶。2024/4/130采樣和量化的依據(jù)陣列中傳感器的數(shù)量決定了在兩個(gè)方向上的取樣限2.3.1采樣采樣（Sampling）:是對(duì)圖像空間坐標(biāo)的離散化，它決定了圖像的空間分辨率。用一個(gè)網(wǎng)格把待處理的圖像覆蓋，然后把每一小格上模擬圖像的各個(gè)亮度取平均值，作為該小方格中點(diǎn)的值。圖像的采樣2024/4/1312.3.1采樣采樣（Sampling）:是對(duì)圖像空間坐標(biāo)的采樣和量化2024/4/132采樣和量化2024/3/3032采樣和量化2024/4/133采樣和量化2024/3/30332.3.1采樣對(duì)一幅圖像采樣時(shí)，若每行（即橫向）像素為M個(gè)，每列（即縱向）像素為N個(gè)，則圖像大小為M×N個(gè)像素，從而f(x,y)構(gòu)成一個(gè)M×N實(shí)數(shù)矩陣：每個(gè)元素為圖像f(x,y)的離散采樣值，稱之為像元或像素。2024/4/1342.3.1采樣對(duì)一幅圖像采樣時(shí)，若每行（即橫向）像素為M個(gè)數(shù)字圖像所用的坐標(biāo)約定2024/4/135數(shù)字圖像所用的坐標(biāo)約定2024/3/30352.3.2量化把采樣后所得的各像素灰度值從模擬量到離散量的轉(zhuǎn)換稱為圖像灰度的量化。量化是對(duì)圖像灰度坐標(biāo)的離散化，它決定了圖像的灰度分辨率。量化的方法包括：分層量化、均勻量化和非均勻量化。分層量化是把每一個(gè)離散樣本的連續(xù)灰度值只分成有限多的層次。均勻量化是把原圖像灰度層次從最暗至最亮均勻分為有限個(gè)層次，如果采用不均勻分層就稱為非均勻量化。用有限個(gè)離散的灰度值表示無(wú)窮多個(gè)連續(xù)灰度必然會(huì)引起誤差,稱量化誤差或量化噪聲.2024/4/1362.3.2量化把采樣后所得的各像素灰度值從模擬量到離散量的2.3.2量化—整數(shù)化過(guò)程量化示意圖(a)量化(b)量化為8bit2024/4/1372.3.2量化—整數(shù)化過(guò)程量化示意圖(a)量化2.3.2量化圖像量化實(shí)例(a)256級(jí)灰度圖像(b)子圖(16*16)(c)子圖對(duì)應(yīng)的量化數(shù)據(jù)2024/4/1382.3.2量化圖像量化實(shí)例(a)256級(jí)灰度圖像2022.3.2量化采樣點(diǎn)數(shù)和量化級(jí)數(shù)的關(guān)系：對(duì)一幅圖像，當(dāng)量化級(jí)數(shù)一定時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)圖像質(zhì)量有著顯著的影響。采樣點(diǎn)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好；當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)減少時(shí)，圖上的塊狀效應(yīng)就逐漸明顯。同理，當(dāng)圖像的采樣點(diǎn)數(shù)一定時(shí)，采用不同量化級(jí)數(shù)的圖像質(zhì)量也不一樣。量化級(jí)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好，當(dāng)量化級(jí)數(shù)越少時(shí)，圖像質(zhì)量越差，量化級(jí)數(shù)最小的極端情況就是二值圖像，圖像出現(xiàn)假輪廓。2024/4/1392.3.2量化采樣點(diǎn)數(shù)和量化級(jí)數(shù)的關(guān)系：2024/3/302.3.2量化--采樣點(diǎn)數(shù)和量化級(jí)數(shù)的關(guān)系(a)采樣點(diǎn)256×256(b)采樣點(diǎn)64×64(c)采樣點(diǎn)32×32(d)采樣點(diǎn)16×16(a)量化為2級(jí)的Lena圖像(b)量化為16級(jí)的Lena圖像(c)量化為256級(jí)的Lena圖像2024/4/1402.3.2量化--采樣點(diǎn)數(shù)和量化級(jí)數(shù)的關(guān)系(a)采樣點(diǎn)2分辨率變化對(duì)圖像影響（一）概念1.圖像分辨率：區(qū)分細(xì)節(jié)的程度；2.影響因素：采樣點(diǎn)數(shù)（M，N）和灰度(數(shù))G

。（二）空間分辨率1.采樣點(diǎn)數(shù)MN↑（采樣間隔ΔxΔy↓）→空間分辨率↑；2.G(灰度)不變，MN↓圖像中各細(xì)節(jié)區(qū)域邊緣出現(xiàn)“棋盤-馬賽克”效應(yīng)，即像素粒子變粗。（三）幅度分辨率1.G↑→圖像幅度分辨率↑；2.M、N不變，G↓→灰度漸變變成突變，出現(xiàn)虛假輪廓（有木刻畫(huà)效果）2024/4/141分辨率變化對(duì)圖像影響（一）概念2024/3/3041分辨率變化對(duì)圖像影響（四）M、N及G的實(shí)際取值1.M=2m,N=2n,G=2k(m,n,k

≥1)2.實(shí)際中：M=N=2n=256，512，1024，……

G=2k

=32，64，128，256，…3.人頭像：M=N=128，256;K=6，7

2024/4/142分辨率變化對(duì)圖像影響（四）M、N及G的實(shí)際取值2024/3實(shí)際處理的像素?cái)?shù)漢字:32*32~64*64像素。如果不僅要區(qū)別作為文字的圖形,還要處理細(xì)小部分的形狀,則需要更多的像素?cái)?shù)。顯微鏡像：256*256~512*512像素。TV圖像：500~700*280像素。衛(wèi)星圖像：LANDSAT（單波段）3240*2340像素。SAR（合成孔徑雷達(dá)）：8000*8000像素左右。CRT顯示器：作為顯示畫(huà)面，經(jīng)常采用512*512~1024*1024像素的顯示器，亦可以采取更高像素的顯示器。2024/4/143實(shí)際處理的像素?cái)?shù)漢字:32*32~64*64像素。如果不僅要2.3.3像素間的一些基本關(guān)系像素的鄰域(僅僅考慮像素的位置而不考慮像素的灰度值)對(duì)1個(gè)像素p,它可以有4個(gè)水平和垂直的近鄰像素。如圖。這些像素（r）組成p的4鄰域，記作N4(p)。像素p與它的4鄰域像素的距離是1個(gè)單位距離。如果p在圖像的邊緣，它的若干個(gè)鄰域像素會(huì)落在圖像外。2024/4/1442.3.3像素間的一些基本關(guān)系像素的鄰域(僅僅考慮像素的位置像素間關(guān)系像素p的4個(gè)對(duì)角近鄰像素如圖,記作ND(p).這些像素再加上p的4鄰域像素合稱為p的8鄰域，記作N8(p)。如果p在圖像的邊緣，ND(p)和N8(p)中的若干個(gè)像素會(huì)落在圖像外。2024/4/145像素間關(guān)系像素p的4個(gè)對(duì)角近鄰像素如圖,記作ND(p).這像素的鄰域位于坐標(biāo)(x,y)的一個(gè)像素p的4鄰域像素的坐標(biāo)表示為:(x+1,y),(x-1,y),(x,y+1),(x,y-1)位于坐標(biāo)(x,y)的一個(gè)像素p的4對(duì)角的相鄰像素的坐標(biāo)表示為:(x+1,y+1),(x+1,y-1),(x-1,y+1),(x-1,y-1)2024/4/146像素的鄰域位于坐標(biāo)(x,y)的一個(gè)像素p的4鄰域像素的坐標(biāo)表鄰接性,連通性,區(qū)域和邊界不僅考慮像素的位置還要考慮像素的灰度值。像素間的連通性是一個(gè)基本概念,它簡(jiǎn)化了許多數(shù)字圖像概念的定義,如區(qū)域和邊界.為了確定兩個(gè)像素是否連通,必須確定它們是否相鄰以及其灰度值是否滿足特定的相似性準(zhǔn)則(或者說(shuō),它們的灰度值是否相等).例如,在具有0,1值的二值圖像中,兩個(gè)像素可能是4鄰接的,但是僅僅當(dāng)它們具有同一灰度值時(shí),才能說(shuō)是連通的.2024/4/147鄰接性,連通性,區(qū)域和邊界不僅考慮像素的位置還要考慮像素的灰鄰接性令V是用于定義鄰接性的灰度值集合.在二值圖像中,如果把具有1值的像素歸入鄰接的,則V={1}.在灰度圖像中,概念是一樣的,但是集合V一般包含更多的元素.例如,對(duì)于具有可能的灰度值且在0到255范圍內(nèi)的像素鄰接性,集合V可能是這256個(gè)值的任何一個(gè)子集.考慮三種類型的鄰接性:2024/4/148鄰接性令V是用于定義鄰接性的灰度值集合.在二值圖像中,如果把鄰接性(1)4鄰接:如果q在N4(p)集中,則具有V中數(shù)值的兩個(gè)像素p和q是4鄰接的.(2)8鄰接:如果q在N8(p)集中,則具有V中數(shù)值的兩個(gè)像素p和q是8鄰接的.(3)m鄰接(混合鄰接):如果(I)q在N4(p)集中,或者(II)q在ND(p)集中且集合N4(p)ΛN4(q)沒(méi)有V值的像素,則具有V中數(shù)值的兩個(gè)像素p和q是m鄰接的.2024/4/149鄰接性(1)4鄰接:如果q在N4(p)集中,則具有V中數(shù)值的鄰接性混合鄰接是8鄰接的改進(jìn),是為了消除采用8鄰接常常發(fā)生的二義性.考慮下圖(a)的對(duì)于V={1}的像素安排.下圖(b)上部的3個(gè)像素顯示了多重(二義性)8鄰接,如虛線所示.這種二義性可以通過(guò)m鄰接消除,如下圖(c)所示.兩個(gè)圖像子集S1,S2,如果S1中的某些像素與S2中某些像素鄰接,則兩個(gè)圖像子集S1,S2是相鄰接的.這里的鄰接是指4,8或者m鄰接.2024/4/150鄰接性混合鄰接是8鄰接的改進(jìn),是為了消除采用8鄰接常常發(fā)生的連通性從具有坐標(biāo)(x,y)的像素p到具有坐標(biāo)(s,t)的像素q的通路(或曲線)是特定的像素序列,其坐標(biāo)為:(x0,y0),(x1,y1),…,(xn,yn)其中(x0,y0)=(x,y),(xn,yn)=(s,t),并且像素(xi,yi)和(xi-1,yi-1)(對(duì)于1≤i≤n)是鄰接的.在這種情況下,n是通路的長(zhǎng)度.如果(x0,y0)=(xn,yn)則通路是閉合通路.可以依據(jù)特定的鄰接類型定義4,8或m鄰接.2024/4/151連通性從具有坐標(biāo)(x,y)的像素p到具有坐標(biāo)(s,t)的像素連通性例如,下圖(b)中,東北角和東南角點(diǎn)之間的通路是8通路,下圖(c)中的通路是m通路.注意,在m通路中不存在二義性.2024/4/152連通性例如,下圖(b)中,東北角和東南角點(diǎn)之間的通路是8通路區(qū)域與邊界令S代表一幅圖像中像素的子集。如果在S中全部像素之間存在一個(gè)通路，則可以說(shuō)兩個(gè)像素p和q在S中是連通的。對(duì)于S中的任何像素p,S中連通到該像素的像素集稱為S的連通分量.如果S中僅有一個(gè)連通分量,則集合S稱為連通集.令R為圖像中的像素子集.如果R是連通集,則稱R為一個(gè)區(qū)域.一個(gè)區(qū)域R的邊界(也稱邊緣或輪廓)是區(qū)域中像素的集合,該集合有一個(gè)或多個(gè)不在R中的鄰點(diǎn).如果R是整幅圖像(設(shè)為方形),則邊界由圖像的第一行,第一列和最后一行最后一列定義.(因?yàn)閳D像除了邊緣沒(méi)有鄰點(diǎn))2024/4/153區(qū)域與邊界令S代表一幅圖像中像素的子集。2024/3/305邊界與邊緣正常情況下,提到一個(gè)區(qū)域時(shí),指的是一幅圖像的子集,并且區(qū)域邊界中的任何像素(與圖像邊緣吻合)都作為區(qū)域邊界部分全部包含其中.邊緣的概念和邊界的區(qū)別:一個(gè)有限區(qū)域的邊界形成一條閉合通路,并且是整體的概念.邊緣由具有某些導(dǎo)數(shù)值(超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值)的像素形成.邊緣的概念是基于在進(jìn)行灰度級(jí)測(cè)量時(shí)不連續(xù)點(diǎn)的局部概念.2024/4/154邊界與邊緣正常情況下,提到一個(gè)區(qū)域時(shí),指的是一幅圖像的子集,邊界與邊緣把邊緣點(diǎn)連接成邊緣線段是可能的,并且有時(shí)以與邊界對(duì)應(yīng)的方法連接線段,點(diǎn)并不總是這樣.邊緣和邊界吻合的一個(gè)例外就是二值圖像的情況.根據(jù)連通類型和所用的邊緣算子(以后討論),從二值區(qū)域提取邊緣與提取區(qū)域邊界是一樣的,這很直觀.在概念上,把邊緣考慮為強(qiáng)度不連續(xù)的點(diǎn)和封閉通路的邊界是有幫助的。2024/4/155邊界與邊緣把邊緣點(diǎn)連接成邊緣線段是可能的,并且有時(shí)以與邊界對(duì)距離度量對(duì)于像素p,q,z其坐標(biāo)分別為(x,y),(s,t)和(v,w),D是距離函數(shù),如果(a)D(p,q)≥0[D(p,q)=0,當(dāng)且僅當(dāng)p=q](b)D(p,q)=D(q,p)(c)D(p,z)≤D(p,q)+D(q,z)2024/4/156距離度量對(duì)于像素p,q,z其坐標(biāo)分別為(x,y),(s,t)距離度量p,q間的歐氏距離定義如下:De(p,q)=[(x-s)2+(y-t)2]1/2這種情況下,距離點(diǎn)(x,y)的距離小于或等于某一值r的像素是中心在(x,y)半徑為r的圓平面.p,q間的D4距離(又稱城市街區(qū)距離)定義如下:D4(p,q)=|x-s|+|y-t|這種情況下,距離點(diǎn)(x,y)的距離小于或等于某一值r的像素形成一個(gè)中心在(x,y)的菱形.例如,距離小于等于2的像素排列:具有D4=1的像素是(x,y)的4鄰域.2024/4/157距離度量p,q間的歐氏距離定義如下:2024/3/3057距離度量p,q間的D8(又稱棋盤距離)距離定義如下:D8(p,q)=max(|x-s|,|y-t|)這種情況下,距離點(diǎn)(x,y)的距離小于或等于某一值r的像素形成一個(gè)中心在(x,y)的方形.例如,距離小于等于2的像素排列:具有D8=1的像素是關(guān)于(x,y的8鄰域).2024/4/158距離度量p,q間的D8(又稱棋盤距離)距離定義如下:202距離度量注意,p和q之間的D4,D8距離與通路無(wú)關(guān),通路可能存在于各點(diǎn)之間,因?yàn)檫@些距離僅與點(diǎn)的坐標(biāo)有關(guān).然而,如果選擇考慮m鄰接,則兩點(diǎn)間的Dm距離用點(diǎn)間最短的通路定義.在這種情況下,兩像素間的距離將依賴于沿通路的像素值及其鄰點(diǎn)值.2024/4/159距離度量注意,p和q之間的D4,D8距離與通路無(wú)關(guān),通路可能考慮m鄰接的---距離度量考慮如圖所示的像素排列,并考慮值為1的像素鄰接(p,p2,p4的值為1,p1,p3的值為1或0),假設(shè)考慮值為1的像素鄰接，即V={1}:如果p1=p3=0,則Dm(p,p4)=2;如果p1=1,p3=0則p2和p將不再是m鄰接,則Dm(p,p4)=3,即通路通過(guò)點(diǎn)p,p1,p2,p4;如果p1=0,p3=1,則Dm(p,p4)=3,即通路通過(guò)點(diǎn)p,p2,p3,p4;如果p1=1,p3=1,則Dm(p,p4)=4,即通路通過(guò)點(diǎn)p,p1,p2,p3,p4;2024/4/160考慮m鄰接的---距離度量考慮如圖所示的像素排列,并考慮值為放大和收縮數(shù)字圖像這可以比作對(duì)數(shù)字圖像的采樣和量化。放大是過(guò)采樣收縮是欠采樣。放大圖像（2個(gè)步驟）：創(chuàng)立新的像素位置和對(duì)這些新位置賦予新的像素灰度值。收縮圖像：刪除部分行和列的像素。2024/4/161放大和收縮數(shù)字圖像這可以比作對(duì)數(shù)字圖像的采樣和量化。放大是過(guò)放大圖像舉例有一幅大小500×500像素的圖像，把它擴(kuò)大1.5倍，即750×750像素.一種形象化放大方法是在原始圖像上放一個(gè)虛構(gòu)的750×750的柵格。很顯然，柵格的間隔應(yīng)小于1個(gè)像素，因?yàn)橐谝粋€(gè)較小的圖像上去擬合。為了對(duì)覆蓋層上的任何點(diǎn)進(jìn)行灰度賦值，要在原圖像上尋找最靠近的像素并把它的灰度值賦給柵格上的新像素。當(dāng)對(duì)覆蓋柵格的全部點(diǎn)都賦值完后，簡(jiǎn)單地把柵格擴(kuò)展到原來(lái)的大小，以得到放大的圖像。這種灰度賦值法叫做最近鄰域內(nèi)插法，還有其他的插值方法（如采用4個(gè)最鄰近點(diǎn)的值的雙線性插值方法）。要以整數(shù)倍放大時(shí)，可采用像素復(fù)制的方法。例如把圖像增大一倍，可以復(fù)制每一列，再?gòu)?fù)制每一行。雖然最近鄰域插值較快，但它的缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生棋盤格效應(yīng)，在高放大倍數(shù)時(shí)更明顯。2024/4/162放大圖像舉例有一幅大小500×500像素的圖像，把它擴(kuò)大1.2024/4/1632024/3/3063收縮圖像的舉例例如，把圖像縮小【整數(shù)倍】，可以每隔一行（或一列）刪除一行或（或一列）?？梢杂梅糯髺鸥衲M用非整數(shù)參數(shù)收縮圖像，設(shè)想用擴(kuò)大的柵格在原圖像上擬合，做灰度級(jí)最近鄰域或雙線性插值，然后把柵格收縮到原來(lái)規(guī)定的大小。2024/4/164收縮圖像的舉例例如，把圖像縮小【整數(shù)倍】，可以每隔一行（或一2.4數(shù)字圖像的基本類型計(jì)算機(jī)一般采用兩種方式存儲(chǔ)靜態(tài)圖像：位映射（Bitmap），即位圖存儲(chǔ)模式；向量處理（Vector），也稱矢量存儲(chǔ)模式。位圖也稱為柵格圖像，是通過(guò)許多像素點(diǎn)表示一幅圖像，每個(gè)像素具有顏色屬性和位置屬性。矢量圖只存儲(chǔ)圖像內(nèi)容的輪廓部分，而不是圖像數(shù)據(jù)的每一點(diǎn)。2024/4/1652.4數(shù)字圖像的基本類型計(jì)算機(jī)一般采用兩種方式存儲(chǔ)靜態(tài)圖像2.4數(shù)字圖像的基本類型2.4.1二值圖像二值圖像也叫黑白圖像，就是圖像像素只存在0,1兩個(gè)值。2.4.2灰度圖像灰度圖像是包含灰度級(jí)的圖像，如64級(jí)，256級(jí)等。如當(dāng)像素灰度級(jí)用8bit表示時(shí)，每個(gè)像素的取值就是256種灰度中的一種，即每個(gè)像素的灰度值為0到255中的一個(gè)。通常，用0表示黑，255表示白，從0到255亮度逐漸增加。2024/4/1662.4數(shù)字圖像的基本類型2.4.1二值圖像2024/3/2.4數(shù)字圖像的基本類型2.4.3索引圖像索引圖像把像素值直接作為索引顏色的序號(hào)。根據(jù)索引顏色的序號(hào)就可以找到該像素的實(shí)際顏色。當(dāng)把索引圖像讀入計(jì)算機(jī)時(shí)，索引顏色將被存儲(chǔ)到調(diào)色板中。調(diào)色板是包含不同顏色的顏色表，每種顏色以紅，綠，藍(lán)三種顏色的組合來(lái)表示。調(diào)色板的單元個(gè)數(shù)是與圖像的顏色數(shù)一致的。256色圖像有256個(gè)索引顏色，相應(yīng)的調(diào)色板就有256個(gè)單元。2024/4/1672.4數(shù)字圖像的基本類型2.4.3索引圖像2024/3/2.4數(shù)字圖像的基本類型2.4.4RGB圖像RGB圖像是一類圖像的總稱。這類圖像不使用單獨(dú)的調(diào)色板，每一個(gè)像素的顏色由存儲(chǔ)在相應(yīng)位置的紅，綠，藍(lán)顏色分量共同決定。RGB圖像是24位圖像，紅綠藍(lán)分量分別占用8位，理論上可以包含16M種不同的顏色。2024/4/1682.4數(shù)字圖像的基本類型2.4.4RGB圖像2024/32.5數(shù)字圖像的基本文件格式每一種圖像文件均有一個(gè)文件頭，在文件頭之后才是圖像數(shù)據(jù)。文件頭的內(nèi)容一般包括文件類型、文件制作者、制作時(shí)間、版本號(hào)、文件大小等內(nèi)容。圖像文件還涉及圖像文件的壓縮方式和存儲(chǔ)效率等。常用的圖像文件存儲(chǔ)格式主要有BMP文件、JPG文件、PCX文件、TIFF文件以及GIF文件等。2024/4/1692.5數(shù)字圖像的基本文件格式每一種圖像文件均有一個(gè)文件頭，2.5.1BMP圖像文件格式2024/4/1702.5.1BMP圖像文件格式2024/3/30702.5.1BMP圖像文件格式第一部分為位圖文件頭BITMAP，它是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，其定義如下：typedefstructtagBITMAP{WORD bfType;DWORD bfSize;WORD bfReserved1;WORD bfReserved2;DWORD bfOffBits;}BITMAP;這個(gè)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度是固定的，為14個(gè)字節(jié)（WORD為無(wú)符號(hào)16位二進(jìn)制整數(shù)，DWORD為無(wú)符號(hào)32位二進(jìn)制整數(shù)）。2024/4/1712.5.1BMP圖像文件格式第一部分為位圖文件頭BITMA2.5.1BMP圖像文件格式第二部分為位圖信息頭BITMAPINFOHEADER，也是一個(gè)結(jié)構(gòu)，其定義如下：typedefstructtagBITMAPINFOHEADER{DWORD biSize；

LONG biWidth；

LONG biHeight；

WORD biPlanes；

WORD biBitCount；

DWORD biCompression；

DWORD biSizeImage；

LONG biXPelsPerMeter；

LONG biYPelsPerMeter；

DWORD biClrUsed；

DWORD biClrImportant；

}BITMAPINFOHEADER；這個(gè)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度是固定的，為40個(gè)字節(jié)（LONG為32位二進(jìn)制整數(shù)）。其中，biCompression的有效值為BI_RGB、BI_RLE8、BI_RLE4、BI_BITFIELDS。2024/4/1722.5.1BMP圖像文件格式第二部分為位圖信息頭BITMA2.5.1BMP圖像文件格式第三部分為調(diào)色板(Palette)。真彩色圖像不需要調(diào)色板。調(diào)色板實(shí)際上是一個(gè)數(shù)組，共有biClrUsed個(gè)元素。數(shù)組中每個(gè)元素的類型是RGBQUAD結(jié)構(gòu)，占4個(gè)字節(jié)，其定義如下：typedefstructtagRGBQUAD{BYTErgbBlue; //該顏色的藍(lán)色分量

BYTErgbGreen; //該顏色的綠色分量

BYTErgbRed; //該顏色的紅色分量

BYTErgbReserved; //保留值}RGBQUAD;2024/4/1732.5.1BMP圖像文件格式第三部分為調(diào)色板(Palett2.5.1BMP圖像文件格式第四部分就是實(shí)際的圖像數(shù)據(jù)。對(duì)于用到調(diào)色板的位圖，圖像數(shù)據(jù)就是該像素顏色在調(diào)色板中的索引值，對(duì)于真彩色圖像，圖像數(shù)據(jù)就是實(shí)際的R、G、B值。對(duì)于2色位圖，用1位就可以表示該像素的顏色（一般0表示黑，1表示白），所以一個(gè)字節(jié)可以表示8個(gè)像素。對(duì)于16色位圖，用4位可以表示一個(gè)像素的顏色，所以一個(gè)字節(jié)可以表示2個(gè)像素。對(duì)于256色位圖，一個(gè)字節(jié)剛好可以表示1個(gè)像素。2024/4/1742.5.1BMP圖像文件格式第四部分就是實(shí)際的圖像數(shù)據(jù)。對(duì)2.5.2TIFF圖像文件格式標(biāo)記圖像文件格式TIFF(TagImage)是現(xiàn)存圖像文件格式中最復(fù)雜的一種，是目前流行的圖像文件交換標(biāo)準(zhǔn)之一。TIFF格式文件的設(shè)計(jì)考慮了擴(kuò)展性、方便性和可修改性，因此非常復(fù)雜，要求用更多的代碼來(lái)控制它，結(jié)果導(dǎo)致文件讀寫(xiě)速度慢，TIFF代碼也很長(zhǎng)。TIFF文件由文件頭、參數(shù)指針表與參數(shù)域、參數(shù)數(shù)據(jù)表和圖像數(shù)據(jù)4部分組成。2024/4/1752.5.2TIFF圖像文件格式標(biāo)記圖像文件格式TIFF(T2.5.2TIFF圖像文件格式由一個(gè)2字節(jié)的整數(shù)和其后的一系列12字節(jié)參數(shù)域構(gòu)成，最后以一個(gè)長(zhǎng)整型數(shù)結(jié)束。若最后的長(zhǎng)整型數(shù)為0，表示文件的參數(shù)指針表到此為止，否則該長(zhǎng)整數(shù)為指向下一個(gè)參數(shù)指針表的偏移。

2024/4/1762.5.2TIFF圖像文件格式由一個(gè)2字節(jié)的整數(shù)和其后的一2.5.3GIF圖像文件格式GIF（GraphicsInterchangeFormat）文件的全稱是圖形交換文件格式。該形式存儲(chǔ)的文件主要為不同的系統(tǒng)平臺(tái)交流和傳輸圖像提供方便,是Web及其他聯(lián)機(jī)服務(wù)上常用的一種文件格式，用于HTML文檔中的索引顏色圖像。圖像最大不能超過(guò)64M，顏色最多為256色。GIF圖像文件采取LZW壓縮算法，存儲(chǔ)效率高，支持多幅圖像定序或覆蓋，交錯(cuò)多屏幕繪圖以及文本覆蓋。GIF主要是為數(shù)據(jù)流而設(shè)計(jì)的一種傳輸格式，而不是作為文件的存儲(chǔ)格式。GIF有五個(gè)主要部分以固定順序出現(xiàn)，所有部分均由一個(gè)或多個(gè)塊(block)組成。每個(gè)塊第一個(gè)字節(jié)中存放標(biāo)識(shí)碼或特征碼標(biāo)識(shí)。這些部分的順序?yàn)椋何募?biāo)志塊、邏輯屏幕描述塊、可選的“全局”色彩表塊(調(diào)色板)、各圖像數(shù)據(jù)塊（或?qū)Ｓ玫膲K）以及尾塊（結(jié)束碼）。2024/4/1772.5.3GIF圖像文件格式GIF（GraphicsIn2.5.3GIF圖像文件格式2024/4/1782.5.3GIF圖像文件格式2024/3/30782.5.4PCX圖像文件格式PCX文件格式由ZSoft公司設(shè)計(jì),是最早使用的圖像文件格式之一。PCX支持256種顏色，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，存取速度快，壓縮比適中，適合于一般軟件的使用。PCX格式支持RGB、索引顏色、灰度和位圖顏色模式，支持RLE壓縮方法，圖像顏色的位數(shù)可以是1、4、8或24。PCX圖像文件由三個(gè)部分組成：文件頭、圖像數(shù)據(jù)和256色調(diào)色板。2024/4/1792.5.4PCX圖像文件格式PCX文件格式由ZSoft公司2.5.5JPEG圖像文件格式JPEG(JointPhotographer’sExpertsGroup)即聯(lián)合圖像專家組,是由ISO和CCITT為靜態(tài)圖像所建立的第一個(gè)國(guó)際數(shù)字圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，主要是為了解決專業(yè)攝影師所遇到的圖像信息過(guò)于龐大的問(wèn)題。JPEG格式支持24位顏色，并能保留照片和其他連續(xù)色調(diào)圖像中存在的亮度和色相的顯著和細(xì)微的變化。2024/4/1802.5.5JPEG圖像文件格式JPEG(JointPho2.6圖像的灰度直方圖灰度直方圖是數(shù)字圖像處理中一個(gè)最簡(jiǎn)單、最有用的工具，它描述了一幅圖像的灰度級(jí)內(nèi)容。任何一幅圖像的直方圖都包括了可觀的信息，某些類型的圖像還可由其直方圖完全描述。2024/4/1812.6圖像的灰度直方圖灰度直方圖是數(shù)字圖像處理中一個(gè)最簡(jiǎn)單灰度直方圖的定義灰度直方圖是灰度值的函數(shù)，描述的是圖像中具有該灰度值的像素的個(gè)數(shù)，其橫坐標(biāo)表示像素的灰度級(jí)別，縱坐標(biāo)是該灰度出現(xiàn)的頻率（像素的個(gè)數(shù)）。2024/4/182灰度直方圖的定義灰度直方圖是灰度值的函數(shù)，描述的是圖像中具有灰度直方圖a,b是兩幅不同的圖像;c,d分別是它們的直方圖,圖像不同,但直方圖一樣.2024/4/183灰度直方圖a,b是兩幅不同的圖像;c,d分別是它們的直方圖灰度直方圖灰度直方圖也有另一種方式的定義：假設(shè)有一幅由函數(shù)D(x,y)所定義的連續(xù)圖像，它平滑地從中心的高灰度級(jí)變化到邊沿的低灰度級(jí)。我們可以選擇某一灰度級(jí)D1，然后定義一條輪廓線，該輪廓線連接了圖像上所具有灰度級(jí)D1的點(diǎn)。所得到的輪廓線形成了包圍灰度級(jí)大于等于D1的區(qū)域的封閉曲線。2024/4/184灰度直方圖灰度直方圖也有另一種方式的定義：假設(shè)有一幅由函數(shù)D灰度直方圖在圖像中有一條灰度級(jí)為D1的輪廓線，在更高的灰度級(jí)D2處還有第二條輪廓線。設(shè)A1是第一條輪廓線所包圍區(qū)域的面積，A2是第二條輪廓線所包圍區(qū)域的面積。將一幅連續(xù)圖像中被具有灰度級(jí)D的所有輪廓線所包圍的面積稱為該圖像的閥值面積函數(shù)A（D）。2024/4/185灰度直方圖在圖像中有一條灰度級(jí)為D1的輪廓線，在更高的灰度級(jí)灰度直方圖直方圖定義：一幅連續(xù)圖像的直方圖是其面積函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的負(fù)值！對(duì)離散圖像而言，δD=1,H(D)=A(D)-A(D+1)對(duì)于數(shù)字圖像，任一灰度級(jí)D的面積函數(shù)A(D)就是大于或等于灰度級(jí)D的像素的個(gè)數(shù)。2024/4/186灰度直方圖直方圖定義：一幅連續(xù)圖像的直方圖是其面積函數(shù)的導(dǎo)數(shù)灰度直方圖的性質(zhì)灰度直方圖的性質(zhì)灰度直方圖只能反映圖像的灰度分布情況，而不能反映圖像像素的位置。一幅圖像對(duì)應(yīng)惟一的灰度直方圖，反之不成立。不同的圖像可對(duì)應(yīng)相同的灰度直方圖。一幅圖像分成多個(gè)區(qū)域，多個(gè)區(qū)域的直方圖之和即為原圖像的直方圖。圖像特定的唯一的直方圖直方圖并不對(duì)應(yīng)唯一的圖像具有特定函數(shù)形式的圖像直方圖可以通過(guò)面積函數(shù)來(lái)求得。2024/4/187灰度直方圖的性質(zhì)灰度直方圖的性質(zhì)2024/3/3087例題已知一幅繪畫(huà)的圖像，長(zhǎng)為20mm寬為50mm,其直方圖如下圖所示，問(wèn)該圖的像素間距是多少？

[03464450680203049078993243]解：(1)由直方圖可知像素總個(gè)數(shù)為4000(2)該圖像面積為：1000平方毫米

(3)像素間距為：mm2024/4/188例題已知一幅繪畫(huà)的圖像，長(zhǎng)為20mm寬為50mm,其直方圖如灰度直方圖的應(yīng)用用于判斷圖像量化是否恰當(dāng)。直方圖給出了一個(gè)直觀的指標(biāo)，用來(lái)判斷一幅數(shù)字化圖像量化是否合理地利用了全部允許的灰度范圍。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字化獲取的圖像應(yīng)該利用全部可能的灰度級(jí)，但有時(shí)并不理想。用于確定圖像二值化的閥值（灰度二值）。

0f(x,y)<=Tg(x)={

1f(x,y)>TT為閥值2024/4/189灰度直方圖的應(yīng)用用于判斷圖像量化是否恰當(dāng)。2024/3/30灰度直方圖的應(yīng)用求物體面積。當(dāng)物體部分的灰度值比其他部分灰度值大時(shí)，可利用直方圖統(tǒng)計(jì)圖像中物體的面積。A=n∑

vi

i>=T上式n是圖像像素總數(shù)，vi圖像灰度級(jí)為i

的像素出現(xiàn)的頻率。計(jì)算圖像信息量H（熵）。

L-1H=∑

Pilog2Pi

i=0

上式Pi

是圖像灰度級(jí)為i的像素出現(xiàn)的頻率，圖像的灰度范圍在[0,L-1]。

2024/4/190灰度直方圖的應(yīng)用求物體面積。當(dāng)物體部分的灰度值比其他部分灰度2.7用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示本節(jié)介紹如何在VC++6.0中編程實(shí)現(xiàn)BMP圖像的顯示。下面介紹具體步驟：步驟一、打開(kāi)VC++6.0，選擇進(jìn)入界面在Projects中選擇MFCAppWinzard(exe)，在Projectname中輸入項(xiàng)目名稱，本例為ReadBMP，在Location中輸入項(xiàng)目要保存的文件夾。點(diǎn)擊“OK”進(jìn)入下一步。2024/4/1912.7用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示本節(jié)介紹如何在VC2.7用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示步驟二、選擇文檔類型在本例中使用的是單文檔視圖結(jié)構(gòu)，所以這里選擇Singledocument。其余部分設(shè)置使用VC++6.0的默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊“Finish”完成項(xiàng)目創(chuàng)建。2024/4/1922.7用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示步驟二、選擇文檔類2.7用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示步驟三、為了將BMP中的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中，在項(xiàng)目中建立專門處理BMP文件頭和數(shù)據(jù)的文件：DIBAPI.H和DIBAPI.CPP，在其中實(shí)現(xiàn)對(duì)BMP文件的大部分處理。選擇從彈出界面Files選項(xiàng)中選擇C/C++HeaderFile，建立一個(gè)新的頭文件。在右邊的File輸入框中輸入文件名，這里命名為DIBAPI，默認(rèn)后綴為.H。同上類似，選擇C++SourceFile建立DIBAPI.CPP文件。幾個(gè)函數(shù)的詳細(xì)代碼解釋見(jiàn)教材31-40頁(yè)2024/4/1932.7用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示步驟三、為了將BM2.7用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示步驟四、在CReadBMPDoc類中添加變量CPalette*m_palDIB和HDIBm_hDIB。m_hDIB用于保存當(dāng)前BMP圖像句柄，m_palDIB用于指向BMP圖像對(duì)應(yīng)的調(diào)色板。在CReadBMPDoc的構(gòu)造函數(shù)中初始化：m_hDIB=NULL;m_palDIB=NULL。步驟五、為了取得保存在當(dāng)前文檔中的HDIB和Palette數(shù)據(jù)，在CReadBMPDoc類中添加方法：GetHDIB和GetDocPalette，具體見(jiàn)教材40-41頁(yè)2024/4/1942.7用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示步驟四、在CRea2.7用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示步驟六、響應(yīng)類CReadBMPDocOnOpenDocument事件，以實(shí)現(xiàn)打開(kāi)文件的操作。從View|ClassWizard進(jìn)入MFCClassWizard界面，在MessageMaps選項(xiàng)中完成消息映射。具體代碼見(jiàn)教材42-442024/4/1952.7用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示步驟六、響應(yīng)類CR2.7用VC++實(shí)現(xiàn)BMP圖像文件的顯示步驟七、完成圖片的打開(kāi)操作之后，圖片的數(shù)據(jù)就已經(jīng)被保存在程序中，為了將圖片顯示出來(lái)還需要響應(yīng)類CReadBMPView的OnDraw事件，在其中完成圖像顯示。具體代碼見(jiàn)教材44頁(yè)。步驟八、編譯并運(yùn)行程序，自此一個(gè)用于打開(kāi)BMP圖像的單文檔視圖結(jié)構(gòu)的程序就完成了。通過(guò)修改當(dāng)前位圖句柄m_hDIB中存放像素的數(shù)據(jù)就可以對(duì)圖像進(jìn)行改變了。2024/4/1962.7用