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1、第二章第二章 图像的基本知识图像的基本知识p 图像获取、图像的数字化、数字图像的描述图像获取、图像的数字化、数字图像的描述p 计算机图像数据处理计算机图像数据处理p 彩色图像简介彩色图像简介1 1图像获取图像获取、图像的数字化、数字图像的描述、图像的数字化、数字图像的描述pp 图象获取图象获取图象获取图象获取也就是图像的数字化过程，即将图像采集到计算也就是图像的数字化过程，即将图像采集到计算机中的过程；机中的过程；p 主要涉及成像及模数转换（主要涉及成像及模数转换（A/D ConverterA/D Converter）技术，曾经是）技术，曾经是很昂贵的，一直是挡在普通用户面前的难以逾越的主要障
2、碍之很昂贵的，一直是挡在普通用户面前的难以逾越的主要障碍之一；一；p 随着计算机与微电子特别是固体成像设备（电荷耦合设备随着计算机与微电子特别是固体成像设备（电荷耦合设备CCD(ChargeCCD(Charge Coupled Devices)Coupled Devices)）的快速发展，使得图象获取）的快速发展，使得图象获取设备的成本显著降低，因而越来越普及，目前已成为高档微机设备的成本显著降低，因而越来越普及，目前已成为高档微机的内置设备。的内置设备。2 2图像获取图像获取、图像的数字化、数字图像的描述、图像的数字化、数字图像的描述p 以以CCDCCD技术为核心，目前图象获取设备有黑白摄象
3、机、彩色技术为核心，目前图象获取设备有黑白摄象机、彩色摄象机、扫描仪、数字相机等，性能与价格主要取决于摄象机、扫描仪、数字相机等，性能与价格主要取决于CCDCCD的的规格，如尺寸等。规格，如尺寸等。p 除了这些常见的类型外，目前有许多厂商提供各种其它的除了这些常见的类型外，目前有许多厂商提供各种其它的专用设备，如显微摄象设备、红外摄象机、高速摄象机、胶片专用设备，如显微摄象设备、红外摄象机、高速摄象机、胶片扫描器等等。扫描器等等。p 此外，遥感卫星、激光雷达等设备提供其它类型的数字图此外，遥感卫星、激光雷达等设备提供其它类型的数字图象。象。3 3图像获取图像获取、图像的数字化、数字图像的描述、
4、图像的数字化、数字图像的描述目前，图象的数字化设备可分为两类：目前，图象的数字化设备可分为两类：p 一类是基于图象采集卡或图象卡将模拟制式的视频信号一类是基于图象采集卡或图象卡将模拟制式的视频信号（RS170/CCIRRS170/CCIR黑白电视信号，黑白电视信号，PAL/NTSCPAL/NTSC彩色电视信号，彩色电视信号，S-S-VideoVideo视频信号等）采集到计算机；视频信号等）采集到计算机；p 另一类是摄象机本身带有数字化部件可以直接将数字图另一类是摄象机本身带有数字化部件可以直接将数字图象通过计算机端口（如并口、象通过计算机端口（如并口、USBUSB接口）或标准设备（如磁接口）或
5、标准设备（如磁盘驱动器）传送进计算机。盘驱动器）传送进计算机。4 4图像获取图像获取、图像的数字化、数字图像的描述、图像的数字化、数字图像的描述n 图像的数学表示：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，即一幅图像可看成是空间一幅图像所包含的信息首先表现为光的强度，即一幅图像可看成是空间各个点坐标上的光强度各个点坐标上的光强度i i的集合。其普遍数学表达式为：的集合。其普遍数学表达式为：它可以代表一幅运动的它可以代表一幅运动的（t）、彩色彩色/多光谱多光谱（）、立体立体（x，y，z）图图像。其中像。其中p 静止图像：静止图像：p 黑白图像：黑白图像：p 平面图像：平面图像：5
6、5由于由于 运动图像可用（静止）图像序列表示；运动图像可用（静止）图像序列表示；彩色图像可以分解成三基色图像；彩色图像可以分解成三基色图像；三维图像可由二维重建。三维图像可由二维重建。本课程主要研究本课程主要研究静止、平面、黑白静止、平面、黑白图像，即图像，即图像获取图像获取、图像的数字化、数字图像的描述、图像的数字化、数字图像的描述6 6pp图像的特点：图像的特点：图像的特点：图像的特点：1.1.空间有界：空间有界：空间有界：空间有界：2.2.亮度有界：亮度有界：亮度有界：亮度有界：由于由于由于由于f(x,yf(x,y)的值是能量的记录，故其是非负有界的实数。的值是能量的记录，故其是非负有界
7、的实数。的值是能量的记录，故其是非负有界的实数。的值是能量的记录，故其是非负有界的实数。综上，因为人的视野有限，所以，人看到的平面图像是一个综上，因为人的视野有限，所以，人看到的平面图像是一个综上，因为人的视野有限，所以，人看到的平面图像是一个综上，因为人的视野有限，所以，人看到的平面图像是一个二元、有界、非负的连续（指模拟光学图像）函数。二元、有界、非负的连续（指模拟光学图像）函数。二元、有界、非负的连续（指模拟光学图像）函数。二元、有界、非负的连续（指模拟光学图像）函数。图像获取图像获取、图像的数字化、数字图像的描述、图像的数字化、数字图像的描述图像在某点处的函数值称为图像图像在某点处的函
8、数值称为图像在该点的灰度值或亮度。在该点的灰度值或亮度。7 7pp 计算机中数字图像的表示计算机中数字图像的表示计算机中数字图像的表示计算机中数字图像的表示 是是是是 模拟光学模拟光学模拟光学模拟光学图像的数字化结果。图像的数字化结果。图像的数字化结果。图像的数字化结果。在计算机中可用一矩阵表示，其中在计算机中可用一矩阵表示，其中在计算机中可用一矩阵表示，其中在计算机中可用一矩阵表示，其中 f(m,nf(m,n)称为图像元素，简称称为图像元素，简称称为图像元素，简称称为图像元素，简称像素像素像素像素（pixelpixel）,其取值为其取值为其取值为其取值为灰度灰度灰度灰度（greygrey），
9、一幅图像的灰度种类称为），一幅图像的灰度种类称为），一幅图像的灰度种类称为），一幅图像的灰度种类称为灰度级灰度级灰度级灰度级（grey levelgrey level）。）。）。）。图像获取图像获取、图像的数字化、数字图像的描述、图像的数字化、数字图像的描述8 8一幅一幅MNMN个像素的数字图像，其像素灰度值可以用个像素的数字图像，其像素灰度值可以用M M行、行、N N列的矩阵列的矩阵G G表示：表示：图像获取图像获取、图像的数字化、数字图像的描述、图像的数字化、数字图像的描述9 9pp一幅图像必须要在一幅图像必须要在一幅图像必须要在一幅图像必须要在空间空间空间空间和和和和灰度灰度灰度灰度上都
10、离散化才能被计上都离散化才能被计上都离散化才能被计上都离散化才能被计算机处理。算机处理。算机处理。算机处理。pp问题：问题：问题：问题：采样频率采样频率采样频率采样频率(密度密度密度密度)取多大合适取多大合适取多大合适取多大合适?采样采样 以多少个等级表示样本的亮度值为最好以多少个等级表示样本的亮度值为最好以多少个等级表示样本的亮度值为最好以多少个等级表示样本的亮度值为最好?量化量化图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数字化、数字图像的描述、数字图像的描述空间坐标的离散化空间坐标的离散化 空间采样空间采样灰度的离散化灰度的离散化灰度量化灰度量化1010图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数
11、字化、数字图像的描述、数字图像的描述pp采样定理：采样定理：采样定理：采样定理：若函数若函数若函数若函数f(x,yf(x,y)的傅立叶变换的傅立叶变换的傅立叶变换的傅立叶变换F(u,vF(u,v)在频域中的一个有限区域外处在频域中的一个有限区域外处在频域中的一个有限区域外处在频域中的一个有限区域外处处为零，设处为零，设处为零，设处为零，设u uc c和和和和v vc c为其频谱宽度，只要采样间隔满足条件为其频谱宽度，只要采样间隔满足条件为其频谱宽度，只要采样间隔满足条件为其频谱宽度，只要采样间隔满足条件 x=1/2ux=1/2uc c，y=1/2 y=1/2 v vc c就能由就能由就能由就能
12、由f(x,yf(x,y)的采样值的采样值的采样值的采样值f fs s(x,y(x,y)精确的、无失真地重建精确的、无失真地重建精确的、无失真地重建精确的、无失真地重建f(x,yf(x,y)。1111p图像的采样图像的采样空间坐标空间坐标(x,y)的数字化被称为图像采样的数字化被称为图像采样确定水平和垂直方向上的像素个数确定水平和垂直方向上的像素个数N、M实际中为了便于计算机处理，通常取实际中为了便于计算机处理，通常取M2m，N2nMN图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数字化、数字图像的描述、数字图像的描述1212图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数字化、数字图像的描述、数字图像的描述p
13、图像的量化图像的量化取值的数字化被称为图像灰度级量化取值的数字化被称为图像灰度级量化量化处理：将量化处理：将f 映射到映射到Z的处理的处理Z的最大取值，确定像素的灰度级数的最大取值，确定像素的灰度级数G=2m，如如256f1313p 分辨率变化对图像的影响分辨率变化对图像的影响分辨率变化对图像的影响分辨率变化对图像的影响概念概念概念概念1 1 1 1、图像分辨率：图像分辨率：图像分辨率：图像分辨率：区分细节的程度；区分细节的程度；区分细节的程度；区分细节的程度；2 2、影响因素：影响因素：影响因素：影响因素：采样点数采样点数采样点数采样点数（MM，N N）和和和和灰度级数灰度级数灰度级数灰度级
14、数。图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数字化、数字图像的描述、数字图像的描述1414pp 空间分辨率空间分辨率空间分辨率空间分辨率1 1、采样点数采样点数采样点数采样点数 （采样间隔（采样间隔（采样间隔（采样间隔 ）空间分辨率空间分辨率空间分辨率空间分辨率 2 2、G G不变不变不变不变，图像中各细节区域边缘出现图像中各细节区域边缘出现图像中各细节区域边缘出现图像中各细节区域边缘出现“棋盘马棋盘马棋盘马棋盘马赛克赛克赛克赛克”效应，即像素粒子变粗。效应，即像素粒子变粗。效应，即像素粒子变粗。效应，即像素粒子变粗。图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数字化、数字图像的描述、数字图像的描述1
15、515图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数字化、数字图像的描述、数字图像的描述图图 不同采样点数对图像质量的影响不同采样点数对图像质量的影响 （a a）原始图像原始图像(256(256256)256)（b b）采样图像采样图像1(1281(128128)128)（c c）采样图像采样图像2(642(646464)（d d）采样图像采样图像3(323(3232)32)（e e）采样图像采样图像4(164(1616)16)（f f）采样图像采样图像5(85(88)8)1616图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数字化、数字图像的描述、数字图像的描述265x180133x9066x4533x2
16、21717p 幅度分辨率幅度分辨率幅度分辨率幅度分辨率1 1、G G 图像幅度分辨率图像幅度分辨率图像幅度分辨率图像幅度分辨率；2 2、MM、N N不变，不变，不变，不变，G G 灰度渐变成突变，出现虚假轮廓灰度渐变成突变，出现虚假轮廓灰度渐变成突变，出现虚假轮廓灰度渐变成突变，出现虚假轮廓（有木刻画效果）。（有木刻画效果）。（有木刻画效果）。（有木刻画效果）。图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数字化、数字图像的描述、数字图像的描述1818图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数字化、数字图像的描述、数字图像的描述 图图 不同量化级别对图像质量的影响不同量化级别对图像质量的影响（a a）原
17、始图像原始图像(256(256色色)（b b）量化图像量化图像1(641(64色色)（c c）量化图像量化图像2(322(32色色)（d d）量化图像量化图像3(163(16色色)（e e）量化图像量化图像4(44(4色色)（f f）量化图像量化图像5(25(2色色)1919p非均匀采样非均匀采样灰度级变化大区域精确采样，平滑区域粗采样。灰度级变化大区域精确采样，平滑区域粗采样。灰度级变化大区域精确采样，平滑区域粗采样。灰度级变化大区域精确采样，平滑区域粗采样。p非均匀量化非均匀量化灰度级变化剧烈处，人眼分辨力差，边界附近灰度级变化剧烈处，人眼分辨力差，边界附近灰度级变化剧烈处，人眼分辨力差，
18、边界附近灰度级变化剧烈处，人眼分辨力差，边界附近较少灰度级；较少灰度级；较少灰度级；较少灰度级；平缓区域较多灰度级，避免假轮廓平缓区域较多灰度级，避免假轮廓平缓区域较多灰度级，避免假轮廓平缓区域较多灰度级，避免假轮廓n n一般都采用均匀采样和量化，特殊用途才会用一般都采用均匀采样和量化，特殊用途才会用到非均匀采样和量化。到非均匀采样和量化。图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数字化、数字图像的描述、数字图像的描述2020图像获取、图像获取、图像的数字化图像的数字化、数字图像的描述、数字图像的描述假定图像取假定图像取M MN N个样点，量化等级数为个样点，量化等级数为G G=2=2n n,则存
19、则存储一幅数字图像所需的位数为储一幅数字图像所需的位数为 2121图像获取、图像的数字化、图像获取、图像的数字化、数字图像的描述数字图像的描述矢量图法矢量图法点位图法点位图法 黑白图像黑白图像 640480 1bit307200bit37.5KB灰度图像灰度图像 640480 8bit =300KB 彩色图像彩色图像 640480 24bit 900KB 用一系列计算机指令来表示和用一系列计算机指令来表示和描述一幅画，如画点、画线、描述一幅画，如画点、画线、画曲线、画圆、画矩形等。画曲线、画圆、画矩形等。把一幅图像分成许许多多的像素，把一幅图像分成许许多多的像素，每个像素用若干个二进制位来指定
20、每个像素用若干个二进制位来指定该像素的颜色、亮度和属性。该像素的颜色、亮度和属性。2222计算机图像数据处理计算机图像数据处理2323M，N8计算机图像数据处理计算机图像数据处理2424 彩色图像简介彩色图像简介彩色模型彩色模型HISHIS（色度、饱和度、亮度）（色度、饱和度、亮度）彩色空间：彩色空间：RGB彩色空间彩色空间由于计算机彩色监视器的输入需要由于计算机彩色监视器的输入需要RGBRGB三三个彩色分量，通过三个分量的不同比例，个彩色分量，通过三个分量的不同比例，在显示器屏幕上合成所需要的任意颜色，在显示器屏幕上合成所需要的任意颜色，所以不管用什么形式的彩色空间，最后的所以不管用什么形式
21、的彩色空间，最后的输出一定要转换成输出一定要转换成RGBRGB彩色空间。彩色空间。l就人眼的彩色视觉而言，用色度、饱和度、亮度就人眼的彩色视觉而言，用色度、饱和度、亮度更接近于人对彩色的解释和认识。更接近于人对彩色的解释和认识。l 采用采用HIS彩色空间能够减少彩色图像处理的复杂彩色空间能够减少彩色图像处理的复杂性，从而增加快速性。性，从而增加快速性。2525pp真彩色真彩色、伪彩色、假彩色、伪彩色、假彩色 定义：能真实反映自然界物体本来颜色的图像叫定义：能真实反映自然界物体本来颜色的图像叫定义：能真实反映自然界物体本来颜色的图像叫定义：能真实反映自然界物体本来颜色的图像叫真真真真彩色图像彩色
22、图像彩色图像彩色图像。表示：表示：表示：表示：RGBRGB 8 8：8 8：8 8，即即即即2424位真彩位真彩位真彩位真彩 彩色图像简介彩色图像简介2626pp真彩色、真彩色、伪彩色伪彩色、假彩色、假彩色 定义：灰度图像之定义：灰度图像之定义：灰度图像之定义：灰度图像之 灰度灰度灰度灰度彩色彩色彩色彩色目的：目的：目的：目的：改善视觉效果，提高分辨率（检测能力）改善视觉效果，提高分辨率（检测能力）改善视觉效果，提高分辨率（检测能力）改善视觉效果，提高分辨率（检测能力）彩色图像简介彩色图像简介2727pp真彩色、伪彩色、真彩色、伪彩色、假彩色假彩色 定义：彩色定义：彩色定义：彩色定义：彩色/多
23、光谱图像多光谱图像多光谱图像多光谱图像彩色彩色彩色彩色目的：目的：目的：目的：1.1.把景物映射成特定的颜色，使之更引人注目；把景物映射成特定的颜色，使之更引人注目；把景物映射成特定的颜色，使之更引人注目；把景物映射成特定的颜色，使之更引人注目；2.2.形成与人眼彩色感觉灵敏度相匹配之颜色；形成与人眼彩色感觉灵敏度相匹配之颜色；形成与人眼彩色感觉灵敏度相匹配之颜色；形成与人眼彩色感觉灵敏度相匹配之颜色；3.3.可见光之外之多光谱图像，由假彩色再现。可见光之外之多光谱图像，由假彩色再现。可见光之外之多光谱图像，由假彩色再现。可见光之外之多光谱图像，由假彩色再现。彩色图像简介彩色图像简介2828M
24、atlab 数字图像处理 The Image Processing Toolbox is a collection of MATLAB functions(called M-functions or M-files)that extend the capability of the MATLAB environment for the solution of digital image processing problems.2929Including:Including:-Spatial image transformations -Spatial image transformations
25、 -Morphological operations -Morphological operations -Neighborhood and block operations -Neighborhood and block operations -Linear filtering and filter design -Linear filtering and filter design -Transforms -Transforms -Image analysis and enhancement -Image analysis and enhancement -Image registrati
26、on -Image registration -DeblurringDeblurring -Region of interest operations -Region of interest operations3030Matlab 内建图像C:MATLABtoolboximC:MATLABtoolboximagesagesimdemosimdemos皆为皆为MatlabMatlab Help Help中范例中范例的原始图像的原始图像。使用时只需直接在指使用时只需直接在指令中输入文件名，即令中输入文件名，即可使用。可使用。适用于观察影像处理适用于观察影像处理结果结果3131图像格式Indexe
27、d imagesIntensity(grayscale)images Binary images RGB(true-color)images3232读取图像imread()功用:将图像加载并存成array格式备用用法:I,map=imread(filename);I=imread(filename);ex:I=imread(pout.tif);I为指向影像的变量 不指定变数，则为ans3333写入图像imwrite()功能功能:将影像写入成档案将影像写入成档案用法：用法：imwrite(I,filename,format)ex:imwrite(I,pout.jpg,JPEG);3434图像显示
28、imshowimshow()()功用功用功用功用:开启一个窗口显开启一个窗口显开启一个窗口显开启一个窗口显示影像示影像示影像示影像 用法用法用法用法:imshow(Iimshow(I)imshow(I,mapimshow(I,map)Figure,Figure,imshowimshow()()功用功用功用功用:开启一个新窗口开启一个新窗口开启一个新窗口开启一个新窗口显示影像显示影像显示影像显示影像 用法用法用法用法:figure,imshow(Ifigure,imshow(I)3535图像显示imshow(I,low,high)imshow(I,)功用:displays I as a gray
29、scale intensity image,specifying the data range for I.The minimum value in I is displayed as black,and the maximum value is displayed as white3636图像显示功能:cursor on image to show pixel values 用法:imshow(I),pixval3737图像信息Image size:size()ex:I=imread(saturn.png);size(I)M,N=size(I)M=影像影像I的高的高 N=影像影像I的宽的宽3
30、838图像信息whos功用:display information about an image.ex:whos IImfinfo(filename)功用:display information about image file.ex:info=imfinfo(saturn.png)3939常用操作反相反相imcomplement()功用:The negative of an image.ex:J=imcomplement(g);imshow(J),4040常用操作旋转影像旋转影像imrotate(I,angle);功用:To rotate an image.ex:I=imread(pout.
31、tif);J=imrotate(I,35);imshow(J)4141图像的基本知识物理图像 数字图像4242图像的基本知识图像的分类图像的分类:灰度图像灰度图像(特殊的情况二值图像特殊的情况二值图像)彩色图像彩色图像 4343二值图像二值图像 灰度图像灰度图像RGBRGB图像图像颜颜色色黑白黑白（2 2）黑灰白黑灰白（256256）真彩色（真彩色（25632563）数数据据0 0、1 10 02552553X3X（0 0255255）矩矩阵阵二维矩阵二维矩阵 二维矩阵二维矩阵三维矩阵三维矩阵4444图像的基本知识灰度图像I=f(x,y)(x,y):点的空间坐标（实数）f:点(x,y)的幅度（
32、亮度、强度或灰度）4545图像的基本知识数字图像:对 x，y 和 f 进行离散化数字（离散）化过程:采样：坐标(空间)离散化量化：函数值(灰度)的离散化4646图像的基本知识图像和矩阵的联系:灰度图像=二维矩阵思考:1=白,0=黑 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 图像?0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 04747图像的基本知识4848数字图像处理：二维矩阵二维矩阵二维矩阵二维矩阵矩阵运算矩阵运算4949图像代数和几何运算代数运算两幅图像间的点对点的运算：加、减、乘、除几何运算改变图像中象素间相对位置关系：平移、缩放、旋转
33、、坐标变换、多幅图像空间配平移、缩放、旋转、坐标变换、多幅图像空间配准和镶嵌准和镶嵌5050lenna.bmp5151图像的统计特征成像过程的随机性和成像对象的复杂性决定了图像具有随机信号的性质。基本统计指标多维统计特征5252基本统计指标直方图熵（信息量）灰度平均值灰度中值灰度众数灰度标准差灰度值域5353定定义义定定义义:灰灰度度直直方方图图（灰灰度度直直方方图图（histogramhistogram）是是是是灰灰度度级级的的函函灰灰度度级级的的函函数数数数，描描述述的的是是图图像像中中每每种种灰灰度度级级像像素素的的个个数数，描描述述的的是是图图像像中中每每种种灰灰度度级级像像素素的的个
34、个数数，反反映映图图像像中中每每种种灰灰度度出出现现的的频频率率。横横坐坐标标是是灰灰反反映映图图像像中中每每种种灰灰度度出出现现的的频频率率。横横坐坐标标是是灰灰度度 级级，纵纵 坐坐 标标 是是 灰灰 度度 级级 出出 现现 的的 频频 率率。度度 级级，纵纵 坐坐 标标 是是 灰灰 度度 级级 出出 现现 的的 频频 率率。图像及其灰度直方图的例图像及其灰度直方图的例图像及其灰度直方图的例图像及其灰度直方图的例 （512512象素象素象素象素*512*512象素）象素）象素）象素）5454555556565757灰度直方图灰度直方图定义：nk:灰度值等于rk的像素数量（计数值）rh(r)
35、5858灰度直方图灰度级的函数。描述的是图像中该灰度级的象素个数。横坐标是灰度级。纵坐标是某灰度出现的频率。5959灰度直方图用途1 1）数字化参数）数字化参数）数字化参数）数字化参数 一般一幅数字图像应该利用全部或几乎全部可能的灰度级；一般一幅数字图像应该利用全部或几乎全部可能的灰度级；一般一幅数字图像应该利用全部或几乎全部可能的灰度级；一般一幅数字图像应该利用全部或几乎全部可能的灰度级；对直方图做快速检查。对直方图做快速检查。对直方图做快速检查。对直方图做快速检查。2 2）边界阈值选择）边界阈值选择）边界阈值选择）边界阈值选择 使用轮廓线确定简单物体的边界的方法，称为阈值化；使用轮廓线确定
36、简单物体的边界的方法，称为阈值化；使用轮廓线确定简单物体的边界的方法，称为阈值化；使用轮廓线确定简单物体的边界的方法，称为阈值化；对物体与背景有较强对比的景物的分割特别有用；对物体与背景有较强对比的景物的分割特别有用；对物体与背景有较强对比的景物的分割特别有用；对物体与背景有较强对比的景物的分割特别有用；例例例例双峰直方图双峰直方图双峰直方图双峰直方图6060灰度直方图图图4-23不同图像对应相同的直方图不同图像对应相同的直方图a)图像的直方图图像的直方图 b)对应的几种不同的图像对应的几种不同的图像6161灰度直方图灰度直方图性质灰度直方图性质:1直方图是一幅图像中各象素灰度值出现次数直方图
37、是一幅图像中各象素灰度值出现次数(或频数或频数)的的统计结果，它只反映该图像中不同灰度值出现的次数统计结果，它只反映该图像中不同灰度值出现的次数(或或频数频数)，而未反映每一灰度值象素所在位置。也就是说，而未反映每一灰度值象素所在位置。也就是说，它只包含了该图像中某一灰度值的象素出现的概率，而丢它只包含了该图像中某一灰度值的象素出现的概率，而丢失了其所在位置的信息。失了其所在位置的信息。2任一幅图像，都能唯一地算出一幅与它对应的直方图，任一幅图像，都能唯一地算出一幅与它对应的直方图，但不同的图像，可能有相同的直方图。也就说，图像与直但不同的图像，可能有相同的直方图。也就说，图像与直方图之间是一
38、种多对一的映射关系。方图之间是一种多对一的映射关系。3由于直方图是对具有相同灰度值的象素统计计数得到由于直方图是对具有相同灰度值的象素统计计数得到的，因此，一幅图像各子区的直方图之和就等于该图全图的，因此，一幅图像各子区的直方图之和就等于该图全图的直方图。的直方图。6262熵计算公式:表示对图像信息编码所需要的平均比特数(信道大小),在图像压缩领域使用.当图像中各灰度值出现的概率彼此相等的时候，图像的熵最大6363灰度平均值公式一幅图像中所有象素灰度值的算术平均值，反映的是图像中不同物体的平均反射强度。matlab：m=mean2(I)m=mean2(I)6464灰度中值所有灰度级中处于中间的
39、值。matlab：vMaxvMax=max(max(Imax(max(I););vMinvMin=min(min(Imin(min(I););vMedvMed=(vMax+vMin)/2;=(vMax+vMin)/2;6565灰度标准差各象素灰度值与图像平均灰度值的总离散程度。一般地说，灰度标准差越大，图像信息越多。matlab：vStdvStd=std2(I)=std2(I)6666灰度值域灰度取值区间。最大灰度值和最小灰度值的差。matlab：vMaxvMax=max(max(Imax(max(I););vMinvMin=min(min(Imin(min(I););6767问题1：灰度分布不合理没有充分利用灰度动态范围典型场合:曝光不足、曝光过度、对比过于强烈6868问题2:噪声干扰原因：强噪声成像通道6969问题3：图像模糊影响图像细节分辨原因：成像通道分辨率不足、景物移动等7070 图像的增强（Image Enhancement）7171目标:提高图像质量图像更加清晰7272