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1、数字图像处理与应用数字图像处理与应用(yngyng)技术基础技术基础第一页，共56页。二、数字(shz)图象处理计算机在图象是以数字的方式存储与工作的，计算机在图象是以数字的方式存储与工作的，计算机在图象是以数字的方式存储与工作的，计算机在图象是以数字的方式存储与工作的，它把图像按行与列分割成它把图像按行与列分割成它把图像按行与列分割成它把图像按行与列分割成mnmn个网格，然后个网格，然后个网格，然后个网格，然后每个网格的图像表示为该网格的颜色平均值每个网格的图像表示为该网格的颜色平均值每个网格的图像表示为该网格的颜色平均值每个网格的图像表示为该网格的颜色平均值的一个像素，亦即用一个的一个像素
2、，亦即用一个的一个像素，亦即用一个的一个像素，亦即用一个mnmn的像素矩阵来的像素矩阵来的像素矩阵来的像素矩阵来表达一幅图像，表达一幅图像，表达一幅图像，表达一幅图像，mm与与与与n n称为图像的分辨率。显称为图像的分辨率。显称为图像的分辨率。显称为图像的分辨率。显然分辨率越高，图像失真越小。也是因为计然分辨率越高，图像失真越小。也是因为计然分辨率越高，图像失真越小。也是因为计然分辨率越高，图像失真越小。也是因为计算机中只能用有限长度的二进制位来表示颜算机中只能用有限长度的二进制位来表示颜算机中只能用有限长度的二进制位来表示颜算机中只能用有限长度的二进制位来表示颜色的缘故色的缘故色的缘故色的缘
3、故(yung)(yung)，每个像素点的颜色只能，每个像素点的颜色只能，每个像素点的颜色只能，每个像素点的颜色只能是所有可表达的颜色中的一种，这个过程称是所有可表达的颜色中的一种，这个过程称是所有可表达的颜色中的一种，这个过程称是所有可表达的颜色中的一种，这个过程称为图像颜色的离散化。颜色数越多，用以表为图像颜色的离散化。颜色数越多，用以表为图像颜色的离散化。颜色数越多，用以表为图像颜色的离散化。颜色数越多，用以表示颜色的位数越长，图像颜色就越逼真。示颜色的位数越长，图像颜色就越逼真。示颜色的位数越长，图像颜色就越逼真。示颜色的位数越长，图像颜色就越逼真。第1页/共55页第二页，共56页。二二
4、、数数字字(shz)图图象象处处理理本节内容本节内容本节内容本节内容:1 1、图像媒体、图像媒体、图像媒体、图像媒体2 2、图像数字化、图像数字化、图像数字化、图像数字化3 3、数字图像处理的优点、数字图像处理的优点、数字图像处理的优点、数字图像处理的优点4 4、数字图像的表示方式、数字图像的表示方式、数字图像的表示方式、数字图像的表示方式(fngsh)(fngsh)5 5、数字图像处理、数字图像处理、数字图像处理、数字图像处理6 6、医学数字图像处理的应用、医学数字图像处理的应用、医学数字图像处理的应用、医学数字图像处理的应用 第2页/共55页第三页，共56页。图像媒体分辨率表示图像垂直与水
5、平方向的像素的点数。若假分辨率表示图像垂直与水平方向的像素的点数。若假分辨率表示图像垂直与水平方向的像素的点数。若假分辨率表示图像垂直与水平方向的像素的点数。若假定图像的尺寸大小是固定的，而点的大小是可变的，定图像的尺寸大小是固定的，而点的大小是可变的，定图像的尺寸大小是固定的，而点的大小是可变的，定图像的尺寸大小是固定的，而点的大小是可变的，则分辨率表示了图像致密的程度，通常用每英寸的点则分辨率表示了图像致密的程度，通常用每英寸的点则分辨率表示了图像致密的程度，通常用每英寸的点则分辨率表示了图像致密的程度，通常用每英寸的点数数数数dpidpi（dot per inchdot per inch
6、）来衡量。数字化图像中，分辨）来衡量。数字化图像中，分辨）来衡量。数字化图像中，分辨）来衡量。数字化图像中，分辨率的大小直接影响图像的品质，分辨率越高，图像越率的大小直接影响图像的品质，分辨率越高，图像越率的大小直接影响图像的品质，分辨率越高，图像越率的大小直接影响图像的品质，分辨率越高，图像越清晰，所产生的文件也就越大，在工作中所需的内存清晰，所产生的文件也就越大，在工作中所需的内存清晰，所产生的文件也就越大，在工作中所需的内存清晰，所产生的文件也就越大，在工作中所需的内存和和和和CPUCPU处理时间也就越高，所以在制作图像时，不同处理时间也就越高，所以在制作图像时，不同处理时间也就越高，所
7、以在制作图像时，不同处理时间也就越高，所以在制作图像时，不同品质的图像就需设定适当的分辨率，才能最经济有效品质的图像就需设定适当的分辨率，才能最经济有效品质的图像就需设定适当的分辨率，才能最经济有效品质的图像就需设定适当的分辨率，才能最经济有效地制作出作品。另外，图像的尺寸大小、图像的分辨地制作出作品。另外，图像的尺寸大小、图像的分辨地制作出作品。另外，图像的尺寸大小、图像的分辨地制作出作品。另外，图像的尺寸大小、图像的分辨率和图像文件大小三者之间有着很密切的关系，一个率和图像文件大小三者之间有着很密切的关系，一个率和图像文件大小三者之间有着很密切的关系，一个率和图像文件大小三者之间有着很密切
8、的关系，一个分辨率相同的图像，如果尺寸不同，它的文件大小也分辨率相同的图像，如果尺寸不同，它的文件大小也分辨率相同的图像，如果尺寸不同，它的文件大小也分辨率相同的图像，如果尺寸不同，它的文件大小也不同，尺寸越大所保存不同，尺寸越大所保存不同，尺寸越大所保存不同，尺寸越大所保存(bocn)(bocn)的文件也就越大。因的文件也就越大。因的文件也就越大。因的文件也就越大。因此修改了前二者的参数就直接决定了第三者的参数。此修改了前二者的参数就直接决定了第三者的参数。此修改了前二者的参数就直接决定了第三者的参数。此修改了前二者的参数就直接决定了第三者的参数。用像素点阵表示图像是最自然的方式，因为图像用
9、像素点阵表示图像是最自然的方式，因为图像最终需要在屏幕上显示最终需要在屏幕上显示(xinsh)(xinsh)，而屏幕也是由离，而屏幕也是由离散的点阵组成的。常用散的点阵组成的。常用“分辨率分辨率”和和“颜色数颜色数”两两参数描述图像的特性。参数描述图像的特性。第3页/共55页第四页，共56页。颜色数是颜色数是颜色数是颜色数是指一幅图像最指一幅图像最指一幅图像最指一幅图像最多能表达的不多能表达的不多能表达的不多能表达的不同同同同(b tn)(b tn)的的的的颜色数目，它颜色数目，它颜色数目，它颜色数目，它取决于描述每取决于描述每取决于描述每取决于描述每个像素点所用个像素点所用个像素点所用个像素
10、点所用的二进制位数，的二进制位数，的二进制位数，的二进制位数，见表见表见表见表2-12-1。位数位数位数位数颜色数颜色数颜色数颜色数位数位数位数位数颜色数颜色数颜色数颜色数1 12 28 82562562 24 4161665536655364 4161624241677721616777216 每个像素点所用的二进制位数又称为图像的位数。通常把每个像素点所用的二进制位数又称为图像的位数。通常把2424位及更高位位及更高位(o wi)(o wi)的图像称为真彩色的，因为其颜色之多的图像称为真彩色的，因为其颜色之多已可以表达所有细微的颜色差别了。已可以表达所有细微的颜色差别了。常用的表示颜色的方
11、法是：将该颜色分解成三基色常用的表示颜色的方法是：将该颜色分解成三基色红、绿、蓝（红、绿、蓝（R R，GG，B B）用不同亮度的这三种基色）用不同亮度的这三种基色组合在一起，可以组合在一起，可以(ky)(ky)生成所有的颜色。若用生成所有的颜色。若用2424个二个二进制位来表示一个颜色，则可将颜色表示为各占进制位来表示一个颜色，则可将颜色表示为各占8 8位的红、位的红、绿、蓝亮度数据，每种基色的变化范围为绿、蓝亮度数据，每种基色的变化范围为02550255。0 0表示表示最暗，最暗，255255表示最亮。由于将每个分量都看作是亮度信号，表示最亮。由于将每个分量都看作是亮度信号，故故025502
12、55个变化称为个变化称为256256个灰度等级。个灰度等级。第4页/共55页第五页，共56页。图像数字化 在屏幕上以一定的宽度（即抽样间距）分别在水平和垂直方向(fngxing)上将图像分割成，称为象素点的细小区域。分割的越细，象素点越多，图像就越清晰。抽样的结果将使图像变成每行有M个象素点，每列有N 个象素。整幅图像将产生M*N个象素组成的离散的象素点集。第5页/共55页第六页，共56页。光学图像、照片以及人光学图像、照片以及人光学图像、照片以及人光学图像、照片以及人的眼睛看到的一切景物，都的眼睛看到的一切景物，都的眼睛看到的一切景物，都的眼睛看到的一切景物，都是模拟图像，是模拟图像，是模拟
13、图像，是模拟图像，这类图像无法这类图像无法这类图像无法这类图像无法直接用计算机处理。为了使直接用计算机处理。为了使直接用计算机处理。为了使直接用计算机处理。为了使图像能在电子计算机中作处图像能在电子计算机中作处图像能在电子计算机中作处图像能在电子计算机中作处理运算，必须将模拟图像转理运算，必须将模拟图像转理运算，必须将模拟图像转理运算，必须将模拟图像转化为离散数字化为离散数字化为离散数字化为离散数字(shz)(shz)所表示所表示所表示所表示的图像，即所谓的数字的图像，即所谓的数字的图像，即所谓的数字的图像，即所谓的数字(shz)(shz)图像。图像。图像。图像。将模拟图像转将模拟图像转将模拟
14、图像转将模拟图像转化为数字化为数字化为数字化为数字(shz)(shz)图像的过程图像的过程图像的过程图像的过程称为图像数字称为图像数字称为图像数字称为图像数字(shz)(shz)化。这化。这化。这化。这一过程是图像处理技术的基一过程是图像处理技术的基一过程是图像处理技术的基一过程是图像处理技术的基础，一般图像数字础，一般图像数字础，一般图像数字础，一般图像数字(shz)(shz)化化化化包括下列两个步骤：包括下列两个步骤：包括下列两个步骤：包括下列两个步骤：图象(t xin)数字化过程第6页/共55页第七页，共56页。1.1.抽抽样样 将二维空间图像将二维空间图像将二维空间图像将二维空间图像(
15、t(t(t(t xin)xin)xin)xin)上的连续亮度住上的连续亮度住上的连续亮度住上的连续亮度住处（即灰度）转化成离处（即灰度）转化成离处（即灰度）转化成离处（即灰度）转化成离散的抽样点（即象素点）散的抽样点（即象素点）散的抽样点（即象素点）散的抽样点（即象素点）具体做法如图具体做法如图具体做法如图具体做法如图1 1 1 1所示：所示：所示：所示：图象(t xin)数字化第7页/共55页第八页，共56页。2.2.量量 化化 量量量量化化化化就就就就是是是是(jish)(jish)把把把把抽抽抽抽样样样样后后后后每每每每一一一一个个个个象象象象素素素素点点点点的的的的亮亮亮亮度度度度值值
16、值值离离离离散散散散化化化化使使使使其其其其成成成成为为为为有有有有限限限限个个个个整整整整数数数数值值值值（一一一一般般般般为为为为0-2560-256个个个个灰灰灰灰度度度度值值值值）。把把把把一一一一个个个个象象象象素素素素点点点点，由由由由黑黑黑黑色色色色渐渐渐渐变变变变为为为为灰灰灰灰色色色色渐渐渐渐变变变变为为为为白白白白色色色色的的的的连连连连续续续续变变变变化化化化的的的的亮亮亮亮度度度度值值值值量量量量化化化化为为为为0256 0256 个个个个灰灰灰灰度度度度值值值值，（每每每每个个个个象象象象素素素素用用用用一一一一个个个个字字字字节节节节来来来来储储储储存存存存量量量量
17、化化化化后后后后的的的的信信信信息息息息，即即即即8Bit8Bit）,量量量量化化化化后后后后的的的的灰灰灰灰度度度度值值值值即即即即反反反反映了对应象素点的亮度明暗值。映了对应象素点的亮度明暗值。映了对应象素点的亮度明暗值。映了对应象素点的亮度明暗值。经经经经过过过过抽抽抽抽样样样样、量量量量化化化化后后后后，一一一一幅幅幅幅黑黑黑黑白白白白模模模模拟拟拟拟图图图图像像像像就就就就会会会会离离离离散散散散化化化化成成成成为为为为M*NM*N个个个个字字字字节节节节的的的的数数数数字字字字图图图图像像像像，即即即即变变变变成成成成适适适适用用用用于于于于电电电电子子子子计计计计算算算算机机机机
18、处处处处理理理理的的的的数数数数字字字字图图图图像像像像。在在在在图图图图像像像像数数数数字字字字化化化化过过过过程程程程中中中中把把把把原原原原来来来来连连连连续续续续变变变变化化化化的的的的亮亮亮亮度度度度信信信信息息息息变变变变成成成成离离离离散散散散的的的的数数数数字字字字信信信信息息息息，二二二二者者者者间间间间是是是是有有有有差差差差别别别别的，即在数字化过程中会带来一定的误差。的，即在数字化过程中会带来一定的误差。的，即在数字化过程中会带来一定的误差。的，即在数字化过程中会带来一定的误差。第8页/共55页第九页，共56页。但但但但是是是是由由由由于于于于人人人人的的的的眼眼眼眼睛
19、睛睛睛对对对对空空空空间间间间分分分分辨辨辨辨率率率率都都都都是是是是有有有有限限限限的的的的，因因因因此此此此只只只只要要要要恰恰恰恰当当当当地地地地选选选选取取取取抽抽抽抽样样样样间间间间隔隔隔隔与与与与量量量量化化化化的的的的灰灰灰灰度度度度级级级级数数数数，上上上上述述述述误误误误差差差差是是是是可可可可以以以以忽忽忽忽略略略略不不不不计计计计的的的的。数数数数字字字字图图图图像像像像在在在在处处处处理理理理上上上上有有有有许多明显的优点。见对照表许多明显的优点。见对照表许多明显的优点。见对照表许多明显的优点。见对照表1 1：表表表表1 1 图像处理方式图像处理方式图像处理方式图像处理
20、方式(fngsh)(fngsh)比较比较比较比较 图图图图像像像像方方方方式式式式(fngsh)(fngsh)处处处处理理理理速速速速度度度度 灵灵灵灵活活活活性性性性能能能能 精度精度精度精度 再现性再现性再现性再现性 光光光光学学学学 快快快快 中中中中 中中中中 中中中中 照照照照片片片片 快快快快 差差差差 差差差差 差差差差 录录录录像像像像 快快快快 中中中中 差差差差 中中中中 数数数数字字字字 慢慢慢慢 好好好好 高高高高 好好好好第9页/共55页第十页，共56页。（1 1）再再再再现现现现性性性性好好好好，数数数数字字字字图图图图像像像像(t(t xin)xin)不不不不会会
21、会会因因因因存存存存储储储储、传传传传输输输输方方方方式式式式、复复复复制制制制而而而而产产产产生生生生图图图图像像像像(t(t xin)xin)质质质质量量量量的的的的退退退退化化化化，从从从从而而而而能能能能准准准准确确确确地地地地再再再再现现现现出出出出来；来；来；来；（2 2）精精精精度度度度高高高高，目目目目前前前前可可可可以以以以将将将将一一一一幅幅幅幅模模模模拟拟拟拟图图图图像像像像(t(t xin)xin)数数数数字字字字化化化化为为为为（8/8/mmmm个个个个象象象象素素素素点点点点）任任任任意意意意在在在在的的的的二二二二维维维维数数数数组组组组，每每每每个个个个象象象象
22、素素素素的的的的亮亮亮亮度度度度值值值值可可可可以以以以量量量量化化化化为为为为12Bit12Bit（20482048灰灰灰灰度度度度级级级级），即即即即图图图图像像像像(t(t xin)xin)数字化精度可以足够高；数字化精度可以足够高；数字化精度可以足够高；数字化精度可以足够高；（3 3）灵灵灵灵活活活活性性性性大大大大，任任任任意意意意一一一一种种种种模模模模拟拟拟拟图图图图像像像像(t(t xin)xin)的的的的处处处处理理理理方方方方法法法法，一一一一般般般般都都都都只只只只能能能能对对对对图图图图象象象象做做做做有有有有限限限限的的的的若若若若干干干干种种种种处处处处理理理理，如
23、如如如光光光光学学学学处处处处理理理理，而而而而数数数数字字字字图图图图像像像像(t(t xin)xin)处处处处理理理理不不不不仅仅仅仅能能能能完完完完成成成成线线线线性性性性运运运运算算算算，也也也也可可可可完完完完成成成成非非非非线线线线性性性性运运运运算算算算，及及及及一一一一切切切切可可可可以以以以用用用用数数数数字字字字公公公公 式式式式 或或或或 逻逻逻逻 辑辑辑辑 表表表表 达达达达 式式式式 来来来来 表表表表 达达达达 的的的的 图图图图 像像像像(t(t xin)xin)做数字处理运算。做数字处理运算。做数字处理运算。做数字处理运算。数字图像处理的优点(yudin)第10
24、页/共55页第十一页，共56页。数数字字图图像像的的表表示示(b(bi ios osh h)方方式式数字化后的一幅黑白图像，可以用数字化后的一幅黑白图像，可以用数字化后的一幅黑白图像，可以用数字化后的一幅黑白图像，可以用MNMNMNMN个字节个字节个字节个字节(z ji)(z ji)(z ji)(z ji)来来来来表示。对电子计算机来说，可以用数学公式表示。对电子计算机来说，可以用数学公式表示。对电子计算机来说，可以用数学公式表示。对电子计算机来说，可以用数学公式f f f f（XiXiXiXi，YjYjYjYj）来）来）来）来表示。数组表示。数组表示。数组表示。数组f f f f（XiXiX
25、iXi，YjYjYjYj）中）中）中）中i=1i=1i=1i=1，2 2 2 2，3m3m3m3m，j=1j=1j=1j=1，2 2 2 2，3 3 3 3，nnnn。式中。式中。式中。式中f f f f（XiXiXiXi，YjYjYjYj）值代表图像中（）值代表图像中（）值代表图像中（）值代表图像中（XiXiXiXi，YjYjYjYj）点处象素的灰）点处象素的灰）点处象素的灰）点处象素的灰度值。度值。度值。度值。在现实生活中有多种多样的图像，根据各类图像灰度层次在现实生活中有多种多样的图像，根据各类图像灰度层次在现实生活中有多种多样的图像，根据各类图像灰度层次在现实生活中有多种多样的图像，根
26、据各类图像灰度层次的多少、光谱轴及时间轴上的组合方式的不同，其数字化的多少、光谱轴及时间轴上的组合方式的不同，其数字化的多少、光谱轴及时间轴上的组合方式的不同，其数字化的多少、光谱轴及时间轴上的组合方式的不同，其数字化后的描述形式如表后的描述形式如表后的描述形式如表后的描述形式如表2-42-42-42-4所示。所示。所示。所示。图像图像数字化后描述形式数字化后描述形式备注备注二值图像二值图像f（X，Y）=1或或0文字、线条图、指纹等文字、线条图、指纹等黑白图像黑白图像0f（X，Y）2n-1黑白图像，一般黑白图像，一般n=68彩色图像彩色图像|fi（X，Y）|i=R，G，B以三基色表示的彩色图像
27、以三基色表示的彩色图像光谱图像光谱图像|fi（X，Y）|i=1，2m遥感图像，遥感图像，m=68或更大或更大立体图像立体图像fl（X，Y），），fr（X，Y）左右视点得到同物体的图左右视点得到同物体的图像对像对动态图像动态图像|ft（X，Y）|t=t1，t2tr.动态图像，动画制做等动态图像，动画制做等第11页/共55页第十二页，共56页。表示(biosh)方法 由上表可见，尽管由上表可见，尽管(jn gun)(jn gun)图像类别图像类别不同，视觉不同，对应的实际物理背景也不不同，视觉不同，对应的实际物理背景也不同，但在电子计算机内部都是二维数组的集同，但在电子计算机内部都是二维数组的集合
28、。因此研究数字图像处理，最基本的就是合。因此研究数字图像处理，最基本的就是研究一个二维数组在计算机内部的表示方法。研究一个二维数组在计算机内部的表示方法。根据不同种类数字图像的数组集合特点的不根据不同种类数字图像的数组集合特点的不同，数字图像在计算机内部的表示方法主要同，数字图像在计算机内部的表示方法主要有下列几种：有下列几种：第12页/共55页第十三页，共56页。(1(1)单单波波段段(b(bdudun)n)数数字字图图像像 黑白图像属于单波段黑白图像属于单波段黑白图像属于单波段黑白图像属于单波段(bdun)(bdun)图像，图像，图像，图像，一个二维一个二维一个二维一个二维 数组是描述这类
29、图数组是描述这类图数组是描述这类图数组是描述这类图像的基本方法。计算机内储存二维数组的像的基本方法。计算机内储存二维数组的像的基本方法。计算机内储存二维数组的像的基本方法。计算机内储存二维数组的基本方法是以一维数组的形式来储存二维基本方法是以一维数组的形式来储存二维基本方法是以一维数组的形式来储存二维基本方法是以一维数组的形式来储存二维数组的。数组的。数组的。数组的。一、单波段数字图像一、单波段数字图像 第13页/共55页第十四页，共56页。(2)(2)多多波波段段数数字字图图像像由红、绿、蓝三基色表示的彩色图像及由红、绿、蓝三基色表示的彩色图像及遥感图像均属多波段图像。这类图像由遥感图像均属
30、多波段图像。这类图像由多个二维数组来描述，在计算机内用一多个二维数组来描述，在计算机内用一维数组储存维数组储存(chcn)(chcn)信息时，常用下列信息时，常用下列三种方式：图三种方式：图2-3A2-3A、图、图2-32-3、图、图2-3C 2-3C）图2-3B 按各波段依次存储第14页/共55页第十五页，共56页。图图2-3A2-3A按各波段的同一扫描行依次存储按各波段的同一扫描行依次存储A A 按每个波段依次储存图像数据按每个波段依次储存图像数据(shj)(shj)，每一种颜色为一个波，每一种颜色为一个波段（颜色通道），一般用于彩色图像的数字化信息存储，在扫段（颜色通道），一般用于彩色图
31、像的数字化信息存储，在扫描图像时描图像时 常采用三次扫描方式。如图常采用三次扫描方式。如图2-3A2-3A。B B 按各波段的同一扫描行依次存储图像数据按各波段的同一扫描行依次存储图像数据(shj)(shj)。如图。如图2-3B2-3B。图2-3A 按每个波段依次储存第15页/共55页第十六页，共56页。C C 按各波段的同一按各波段的同一(tngy)(tngy)象素点依次存储图像数据，在象素点依次存储图像数据，在扫描图像时采用的一次扫描技术，就是按象素点采样存扫描图像时采用的一次扫描技术，就是按象素点采样存储。如图储。如图2-3C2-3C。图2-3C 按各波段的同一扫 描行依次存储第16页/
32、共55页第十七页，共56页。(3(3)二二值值图图像像(t(txixin n)二值图像二值图像(t xin)(t xin)是黑白图像是黑白图像(t xin)(t xin)的一的一种特殊情况。每个象素只有二个灰度值，即每种特殊情况。每个象素只有二个灰度值，即每个象素只用一位二进制表示（个象素只用一位二进制表示（1 1或或0 0）。一切文）。一切文字和工程图均可经数字化后用二值图的形式来字和工程图均可经数字化后用二值图的形式来表示。为节省储存空间，常用如下方式储存：表示。为节省储存空间，常用如下方式储存：合并储存合并储存 一般储存单元是字节，而二值图像仅用一位二进制码来表示即可。采用的方法是将相邻
33、的一般储存单元是字节，而二值图像仅用一位二进制码来表示即可。采用的方法是将相邻的8 8个象素点值合并储存在一个字节中，以每个象素占用该字节一个位的方式来表示。优点是节省储存空间，缺点是显示或处理时，必须先把每个字节展开个象素点值合并储存在一个字节中，以每个象素占用该字节一个位的方式来表示。优点是节省储存空间，缺点是显示或处理时，必须先把每个字节展开(zhn ki)(zhn ki)成成8 8个象素，增加了处理的计算量。个象素，增加了处理的计算量。第17页/共55页第十八页，共56页。线图像压缩储存线图像压缩储存线图像压缩储存线图像压缩储存(chcn)(chcn)线图像是一种特殊的二值图，这类图像
34、由于线图像是一种特殊的二值图，这类图像由于线条只占全图少量象素，因此可以采用更紧凑的线条只占全图少量象素，因此可以采用更紧凑的数据压缩结构来储存数据压缩结构来储存(chcn)(chcn)。经常选用下面三。经常选用下面三种结构来储存种结构来储存(chcn)(chcn)：座标序列结构：即由图中线段某一端头（非封座标序列结构：即由图中线段某一端头（非封闭线）或任意象素点（封闭线）的坐标开始，连闭线）或任意象素点（封闭线）的坐标开始，连续记录与之连通的象素点坐标，这种方法实际上续记录与之连通的象素点坐标，这种方法实际上仅记录了图像上有黑色（值为仅记录了图像上有黑色（值为1 1）的象素点）的象素点X X
35、，Y Y坐标值，而隐含着其它坐标点的值均为坐标值，而隐含着其它坐标点的值均为0 0。第18页/共55页第十九页，共56页。用这种储存方式时，存储的每个象素点用这种储存方式时，存储的每个象素点坐标（坐标（X X，Y Y）所需的位数与图像大小有）所需的位数与图像大小有关。例如，某一幅关。例如，某一幅(y f)(y f)图像为图像为512512512512象素，为表示该图上的任意坐象素，为表示该图上的任意坐标值，则需标值，则需29=1829=18位二进制码。若象素位二进制码。若象素序列全长为序列全长为n n，则共需，则共需2n92n9位即可储存二位即可储存二值图像。如图值图像。如图2-42-4所示。
36、所示。图2-4座标序列结构 座标座标(zu bio)(zu bio)序序列结构：列结构：第19页/共55页第二十页，共56页。坐标序列增量坐标序列增量坐标序列增量坐标序列增量(zn(zn lin)lin)结构：结构：结构：结构：线图像的坐标序列储存结构中，相邻两个象素坐线图像的坐标序列储存结构中，相邻两个象素坐标（标（x1x1，y1y1）与（）与（x2x2，y2y2）之间的变化增量只能）之间的变化增量只能是（是（x1x1x2=0 x2=0或或11），（），（y1y1y2=0y2=0或或11），用），用该序列中前一坐标的增量来表示时，则该序列中前一坐标的增量来表示时，则XX或或YY分别可以用两位
37、二进制码表示，即每个增量仅用分别可以用两位二进制码表示，即每个增量仅用4 4位二进制码描述位二进制码描述(mio sh)(mio sh)。以图。以图2-42-4为例，用为例，用坐标增量表示时，可以用（坐标增量表示时，可以用（3 3，6 6）（）（1 1，1 1）（）（1 1，0 0）（）（1 1，1 1）（）（1 1，1 1）（）（1 1，0 0）（）（1 1，0 0）（1 1，1 1）（）（0 0，1 1）（）（1 1，1 1）序列表示。）序列表示。若仍设全图像为若仍设全图像为 象素点，则个象素点，则个象素序列增量所占存储空间由坐标序列的象素序列增量所占存储空间由坐标序列的 位，降到（）位，
38、降到（）位。位。对图对图2-42-4中，中，1010的情况下，由的情况下，由2910=1802910=180位降到位降到 4 4 （10101 1）5454位；位；第20页/共55页第二十一页，共56页。链码结构链码结构链码结构链码结构(jigu)(jigu)：链码是对坐标序列链码是对坐标序列(xli)(xli)增量结构的进一步改进与增量结构的进一步改进与紧缩。对一个连通的象素序列紧缩。对一个连通的象素序列(xli)(xli)来说，与某一来说，与某一象素连通的后续象素只可能象素连通的后续象素只可能0707中的一个。因此任一中的一个。因此任一后续象素均可用后续象素均可用0707，8 8个值中的一
39、个来表示，即用个值中的一个来表示，即用三位二进制码表示（如图三位二进制码表示（如图2-52-5所示）。与坐标序列所示）。与坐标序列(xli)(xli)增量结构相比，每一后续链码值由来增量结构相比，每一后续链码值由来4 4位码位码降到降到3 3位码即用八进制数就可表示，以图表位码即用八进制数就可表示，以图表2-42-4为例，为例，可用（可用（3 3，6 6），），7 7，0 0，1 1，1 1，0 0，0 0，1 1，2 2，3 3的链码表示。的链码表示。用了用了29+29+（n n1 1）3=453=45个字节就个字节就 可以储存，进一步减少了存储量，提可以储存，进一步减少了存储量，提 高了数
40、据处理的效率。高了数据处理的效率。图2-5链码结构第21页/共55页第二十二页，共56页。（1 1）图图图图像像像像质质质质量量量量改改改改善善善善：力力力力图图图图把把把把图图图图像像像像上上上上的的的的畸畸畸畸变变变变及及及及噪噪噪噪声声声声信信信信息息息息去去去去掉掉掉掉，便便便便图图图图像像像像更更更更清清清清晰晰晰晰(qngx)(qngx)，以以以以便便便便准准准准确确确确目目目目视视视视判判判判读读读读和和和和解解解解释释释释。具具具具体体体体技技技技术术术术措措措措施施施施大大大大致致致致包包包包括括括括4 4类类类类：锐锐锐锐化化化化技技技技术术术术：是是是是突突突突出出出出图
41、图图图像像像像上上上上的的的的灰灰灰灰度度度度突突突突变变变变的的的的各各各各类类类类边边边边缘缘缘缘处处处处增增增增大大大大对对对对比比比比度度度度，便便便便图图图图像像像像轮轮轮轮廓廓廓廓更更更更清清清清晰晰晰晰(qngx)(qngx)；平平平平滑滑滑滑技技技技术术术术：是是是是一一一一种种种种抑抑抑抑制制制制噪噪噪噪声声声声而而而而达达达达到到到到改改改改善善善善图图图图像像像像质质质质量量量量的的的的措措措措施施施施；复复复复原原原原技技技技术术术术：是是是是根根根根据据据据引引引引起起起起图图图图像像像像质质质质量量量量下下下下降降降降的的的的原原原原因因因因而而而而采采采采取取取取
42、的的的的一一一一种种种种恢恢恢恢复复复复图图图图像像像像本本本本来来来来面面面面目目目目的的的的处处处处理理理理措措措措施施施施；校校校校正正正正技技技技术术术术；采采采采取取取取几几几几何何何何校校校校正正正正措措措措施施施施，去去去去掉掉掉掉图图图图像像像像上上上上的的的的几几几几何何何何失失失失真真真真。上上上上述述述述各各各各类类类类改改改改善善善善图图图图像像像像质质质质量量量量的的的的具具具具体体体体原原原原理理理理、方方方方法法法法、算算算算法法法法及及及及程程程程序序序序已已已已经经经经比比比比较较较较规范化，是各类图像处理的基本内容。规范化，是各类图像处理的基本内容。规范化，
43、是各类图像处理的基本内容。规范化，是各类图像处理的基本内容。数字图像处理第22页/共55页第二十三页，共56页。（2 2）图像）图像）图像）图像(t(t xin)xin)分析：分析：分析：分析：人人人人类类类类研研研研究究究究图图图图像像像像的的的的目目目目的的的的是是是是为为为为提提提提取取取取图图图图像像像像中中中中的的的的有有有有用用用用信信信信息息息息。图图图图像像像像分分分分析析析析一一一一般般般般包包包包括括括括：边边边边缘缘缘缘与与与与线线线线条条条条的的的的检检检检测测测测、图图图图像像像像区区区区域域域域分分分分割割割割、形形形形状状状状特特特特征征征征测测测测量量量量、图图
44、图图像像像像纹纹纹纹理理理理(wnl)(wnl)(wnl)(wnl)分分分分析析析析、图图图图像像像像匹匹匹匹配配配配等等等等技技技技术术术术内内内内容容容容。这这这这些些些些方方方方法法法法一一一一般般般般已已已已被各类图像处理软件包所采用。被各类图像处理软件包所采用。被各类图像处理软件包所采用。被各类图像处理软件包所采用。（3 3）图像）图像重建：重建：它主要包括CT中投影图像的三维重建，和应用于测量左、右视图像对，生成立体图像的技术。目前已是成熟的实用图像处理技术。普遍应用于象全息摄影，卫星遥感侦察（地理、地貌、气象等）图像的三维重建。在医学领域中医学影像的三维图像重建也是热门的技术话题
45、之一。第23页/共55页第二十四页，共56页。（4 4）图像）图像）图像）图像(t xin)(t xin)数数数数据压缩：据压缩：据压缩：据压缩：由由由由于于于于图图图图像像像像经经经经数数数数字字字字化化化化后后后后，所所所所产产产产生生生生的的的的数数数数据据据据信信信信息息息息量量量量非非非非常常常常大大大大，尤尤尤尤其其其其是是是是彩彩彩彩色色色色动动动动态态态态图图图图像像像像的的的的数数数数据据据据量量量量更更更更是是是是大大大大的的的的惊惊惊惊人人人人。如如如如何何何何保保保保存存存存及及及及处处处处理理理理这这这这些些些些数数数数据据据据，甚甚甚甚至至至至成成成成为为为为数数数
46、数字字字字图图图图像像像像处处处处理理理理技技技技术术术术的的的的瓶瓶瓶瓶颈颈颈颈，也也也也是是是是技技技技术术术术上上上上的的的的难难难难题题题题。9090年年年年代代代代，CCITTCCITT（国国国国际际际际电电电电报报报报与与与与电电电电话话话话咨咨咨咨询询询询委委委委员员员员会会会会）与与与与ISOISO（国国国国际际际际标标标标准准准准化化化化组组组组织织织织）先先先先后后后后(xinhu)(xinhu)推推推推出出出出了了了了静静静静态态态态图图图图像像像像压压压压缩缩缩缩标标标标准准准准JPEGJPEG和和和和视视视视频频频频图图图图像像像像压压压压缩缩缩缩标标标标准准准准MP
47、EGMPEG。给给给给出出出出了了了了反反反反映映映映目目目目前前前前科科科科技技技技水水水水平平平平的的的的图图图图像像像像压压压压缩缩缩缩方方方方法法法法，在在在在多多多多媒媒媒媒体体体体电电电电脑脑脑脑中中中中已已已已有有有有广广广广泛泛泛泛应应应应用用用用，如如如如CDCD、VCDVCD、DVDDVD。但目前的技术还不能令人满意。但目前的技术还不能令人满意。但目前的技术还不能令人满意。但目前的技术还不能令人满意。第24页/共55页第二十五页，共56页。医医学学(yxu)数数字字影影像像处处理理的的应应用用 医学图像处理的主要技术方法与作用大致有以医学图像处理的主要技术方法与作用大致有以
48、下几个方面；下几个方面；（1 1）黑白图像的灰阶处理：医学图像中有很多是属于单）黑白图像的灰阶处理：医学图像中有很多是属于单色灰阶图像，如色灰阶图像，如X X线片、同位素图像、电镜图像、线片、同位素图像、电镜图像、超声波图像等均属于黑白（正负片）图像。对此类超声波图像等均属于黑白（正负片）图像。对此类图像处理的主要方法是提高图像的灰度层次，使弱图像处理的主要方法是提高图像的灰度层次，使弱灰阶信号增强，图像就会更加清晰，有利于人工的灰阶信号增强，图像就会更加清晰，有利于人工的准确目视判读，从而提高了图像的使用价值及诊断准确目视判读，从而提高了图像的使用价值及诊断正确率。现在此类图像处理技术已相当
49、成熟，尤其正确率。现在此类图像处理技术已相当成熟，尤其是在新的医学影像诊断设备中大都是在新的医学影像诊断设备中大都(ddu)(ddu)采用了完采用了完善的图像处理技术。善的图像处理技术。第25页/共55页第二十六页，共56页。（2 2 2 2）彩色图像的频谱处理）彩色图像的频谱处理）彩色图像的频谱处理）彩色图像的频谱处理(chl)(chl)(chl)(chl)：彩色能真切地表现物体的质感与性状，颜色是光谱在彩色能真切地表现物体的质感与性状，颜色是光谱在人眼中的一种客观反映。所以说彩色图像处理的关键人眼中的一种客观反映。所以说彩色图像处理的关键就是对全光谱的处理，旨在真实地再现和还原物体的就是对
50、全光谱的处理，旨在真实地再现和还原物体的本来颜色的微小变化对于正确诊断具有举足轻重的意本来颜色的微小变化对于正确诊断具有举足轻重的意义。可见颜色在医学图像中的重要性。彩色图像处理义。可见颜色在医学图像中的重要性。彩色图像处理的主要技术方法是的主要技术方法是RGBRGB（红绿蓝）三基色的分路全频（红绿蓝）三基色的分路全频谱处理，彩色图像处理技术相对要复杂的多，通常采谱处理，彩色图像处理技术相对要复杂的多，通常采用的处理方法有：锐化、钝化、过滤、直方图分析、用的处理方法有：锐化、钝化、过滤、直方图分析、各个颜色通道的灰度与色饱和度处理等等。各个颜色通道的灰度与色饱和度处理等等。目前临床医学影像设备