数字图像处理第二章----数字图像基础
文章目录
- 1、三原色基础
- 2、人眼视觉特性
- 3、 图像数字化
- 3.1 定义
- 3.2 采样
- 3.3、量化
- 4、数字图像性质
- 4.1 分辨率
- 4.2 像素深度
- 4.3 位面数量
- 5、像素间的基本关系
- 5.1 邻域与邻接
- 5.1.1 邻域
- 5.1.2 邻接
- 5.2 连通性
- 5.3 距离
- 6、图像运算
- 6.1 算数运算：加、减、乘、除
- 6.2 逻辑运算：求反、与、或、异或
- 7、数字图像类型
- 7.1 矢量图
- 7.2位图
1、三原色基础
1) 杆状细胞（暗视觉细胞），黑暗下作用 2) 锥状细胞（明视觉细胞），明亮环境下作用其中，锥状细胞分为三种，分别对蓝绿红三种颜色比较敏感。三种颜色按不同比例刺激人眼时，产生的颜色感觉也不同，当三种颜色的比例为1：1：1时，只有亮度感觉。这就是三基色原理的基础。
2、人眼视觉特性
1）空间特性：无法差距过于惜为的颜色变化2）时间特性：视觉暂留现象因人眼特性引起的错觉：
马赫带现象
黑林错觉
同步对比
3、 图像数字化
3.1 定义
图像数字化是指将模拟图像经离散化后得到数字化的图像。步骤：采样 → 量化 → 编码采样：空间的离散化 量化：强度的离散化
3.2 采样
采样：指将在空间上连续的图像转换成离散的采样点（像素）的操作若采样间隔太小，会导致数据量过大，发生信息的混叠，继而导致细节无法辨认,采样后的图像有颗粒感。二维采样定理：1/∆x,1/∆y要大于等于2倍的图像函数上限频带
3.3、量化
量化：把采样后得到的个像素值的灰度值从模拟量转换到离散量 量化等级太少，会使灰度分辨率降低，发生为轮廓的现象
4、数字图像性质
4.1 分辨率
①图像分辨率：一幅图像的像素密度②显示分辨率：显示屏上能够显示出的像素数目③打印机、扫描仪的分辨率
4.2 像素深度
像素深度：指存储每个像素所用的位数
4.3 位面数量
一幅图像的位面数量相当于组成该图像的像素矩阵维数灰色图像只有一个位面，而彩色图像有三个位面
5、像素间的基本关系
5.1 邻域与邻接
5.1.1 邻域
邻域是指在一定意义下，与某一像素相邻的像素的集合，反映了像素间的空间关系。若像素点p的坐标为（x,y),则：p的4邻域：(x-1,y)、(x+1,y)、(x,y-1)、(x,y+1)
p的对角邻域：(x-1,y-1)、(x+1,y-1)、(x-1,y+1)、(x+1,y+1)
p的8邻域为其4邻域及对角邻域的和。
5.1.2 邻接
像素邻接要求：空间上相邻，且像素灰度值相似。 邻接：1、是否满足邻域关系2、灰度值是否满足某个特定的相似准则三种邻接：设v为灰度值集合 4邻接：2个像素p和q在v中，q在p的4邻域中 8邻接：2个像素p和q在v中，q在p的8邻域中 m邻接（满足下列两个条件之一）：1、q在p的4邻域中 2、q在p的对角邻域中，且p和q的4邻域的交集是空集
5.2 连通性
1、通路：像素p到像素q的一条通路，由一系列具有坐标的 独立像素组成。2、连通:通路上所有像素灰度值满足相似准则。
5.3 距离
对于像素点p,q,z,他们之间的距离有以下要求 ① D(p,q)大于等于0 ② D(p,q)=D(q,p) ③ D(p,z)<=D(p,q)+D(q,z)对于点 p(x,y),q(s,t)
6、图像运算
6.1 算数运算：加、减、乘、除
加法：①去除叠加性噪音②生成图像叠加效果减法：①去除不需要的叠加性图案②检测同一场景两幅图象之间的变化乘法：①图象的局部显示②用二值蒙板图象与原图象做乘法
图像叠加效果
检测环境变化
蒙版
6.2 逻辑运算：求反、与、或、异或
求反：①获得一幅负片②获得一个子图像的补图像
与：求两个子图像的相交子图
或：合并子图像
异或：获得两个图象独有部分的合并图像
7、数字图像类型
静态图像可分为矢量图和位图。
7.1 矢量图
用数学公式描述的图像，图像中的每个形状都用一个完整的公式描述 优点：文件数据量很小，图像质量与分辨率无关 缺点：①不易制作色彩丰富或色彩变化太多的图像②绘制出的图像不是很逼真③不易在不同的软件间交换文件
7.2位图
通过像素点表示的图像，每个像素点具有颜色属性和位置属性 优点：显示速度快\真实世界的图像可通过扫描仪等转化为点位图 缺点：数据量较大、缩放、旋转时算法复杂且容易失真
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