数字图像处理基础

书籍:数字图像处理(冈萨雷斯)

一、图像的概念

一幅图像可以被定义为一个二维函数 f (x,y),其中 x,y 是一个空间坐标,f 是该坐标处的振幅称为该点的亮度。
灰度图像:是一个二维灰度(或亮度)函数 f(x,y) 。
彩色图像:由三个(如RGB,HSV)二维灰度函数 f (x,y)组合形成的。
数字图像:当 f 的 x,y 分量和振幅都是有限且离散的量时,称该图像为数字图像。

如下数字化图像函数的表示:


数字图像函数.png

该数组的每个元素称为像元、图元或像素。
a. 对于单色(灰度)图像而言,每个像素的亮度用一个0-255的数值表示,0表示黑,255表示白,其他是黑白之间的灰度。
b. 对于彩色图像可以用红、绿、蓝三元组的二维矩阵来表示。0表示相应的基色在该像素中没有,255代表相应的基色在该像素中取得最大值。

二、图像的采样和样化

将一幅图像转换成数字形式,就要求数字化坐标和振幅。
a. 取样:图像空间坐标的数字化。
b. 量化:图像函数值(灰度值)的数字化。

采样的方法有两类:
a. 一类是直接对表示图像的二维函数值进行采样。即读取各离散点上的信号值。所得结果就是一个样点值阵列。所以也称为点阵采样。
b. 另一类是先将图像函数进行某种正交变换,用其变换系数作为采样值,故称为正交系数采样。

三、数字图像的表示

由图像头部描述信息和图像数据组成。
BMP格式:

  1. 位图文件头
  2. 位图信息头
  3. 调色板
  4. 图像数据

四、像素之间的基本关系

1. 相邻像素:4邻域、D邻域、8邻域

4邻域:像素 p(x,y) 的4邻域是:(x,y+1);(x+1,y);(x,y-1);(x-1,y)


4邻域.png

D邻域:像素 p(x,y) 的D邻域是:(x-1,y+1);(x+1,y+1);(x+1,y-1);(x-1,y-1)


D邻域.png

8邻域:像素 p(x,y) 的8邻域是:4邻域的点+D邻域的点


8邻域.png
2. 连通性:4连通、D连通、8连通

连通性是描述区域和边界的重要概念
两个像素连通的两个必要条件:
a、两个像素的位置是否相邻
b、两个像素的灰度值是否满足特定的相似性准则或者是否相等
4连通:p和q具有连通性


4连通.png

8连通:p和q具有连通性

8连通.png

m连通:4连通和D连通的混合连通
定义:对于具有值V(红块)的像素 p 和 q,如果 q 在 p 的4邻域集合或 D邻域集合中,并且 p 的4邻域与 q 的4邻域交集为空(没有值为V的像素)

m连通
3. 距离
像素之间距离的定义

对于像素p,q,z,分别具有坐标(x,y),(s,t),(u,v),如果
a. D(p,q) >= 0(D(p,q)=0,当且仅当p=q),
b. D(p,q) = D(q,p),
c. D(p,z) <= D(p,q) + D(q,z)
则称D是距离函数或度量

欧式距离定义

像素p(x,y)和q(s,t)间的欧式距离定义如下

欧式距离定义.png

具有与(x,y)距离小于等于某个值r的像素是:包含以(x,y)为圆心,以r为半径的圆平面。

D4距离(城市距离)

像素p(x,y)和q(s,t)之间的D4距离定义为:

D4距离.png
D8距离(棋盘距离)

像素p(x,y)和q(s,t)之间的D8距离定义为:

D8距离.png
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,602评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,442评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,878评论 0 344
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,306评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,330评论 5 373
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,071评论 1 285
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,382评论 3 400
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,006评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,512评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,965评论 2 325
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,094评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,732评论 4 323
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,283评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,286评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,512评论 1 262
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,536评论 2 354
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,828评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容