数字图像处理概述

相关概念

图像：
模拟图像：

• 空间坐标和明暗程度是连续变化的，计算机无法直接处理
• 光学图像、连续图像
• 早期的模拟相机拍摄的照片

数字图像：

• 二维空间和亮度值（灰度）不连续，用有限、离散数字数值表示的图像，能用计算机处理

数字图像的获得：数码相机或者数字摄像仪拍摄，数字图像扫描仪，对纸介质上的图像扫描

图像处理与数字图像处理

图像处理：1）对图像信息进行加工，以满足人的视觉或应用需求的行为。2）图像变化、增强、恢复、压缩编码、特征编码、特征提取、形态学处理。3）传统的光学滤波、激光全息技术等。
数字图像处理：1）计算机图像处理 2）利用计算机技术对数字图像运算和加工处理，以改善图像的视觉效果和提高图像实用性的技术 3）去除噪声、增强、复原、分割、编码、压缩等。

数字图像处理与计算机图形学

• 都用计算机处理
• 数字图像处理：对图像分析，从图像到图像
• 计算机图像学：通过算法和程序构造图形，从数据到图像

狭义与广义

狭义：

广义：

数字图像处理系统

分辨率：单位长度上采样的像素个数：DPI(dot/inch)

基本的图像处理方法：

• 图像变换
• 图像增强
• 图像复原
• 图像压缩解码
• 图像分割
• 图像特征提取
• 图像的表示与描述
• 图像的基本运算

数字图像梳理及处理

人眼结构：

视觉适应性

• 主观亮度（人的视觉系统感觉到的亮度）与进入人眼的光的强度成对数关系，
• 人眼对从亮突变到暗环境的适应能力成为暗适应性
• 人眼对亮度变化跟踪滞后的性质称为视觉惰性（或短暂的记忆特性）

由韦伯定理可以发现马赫带效应、同时对比效应，还会有视觉错觉

图像的表示

简单的图像成像模型：
一副图像可定义成一个二维函数 I=f(x,y)

采样：对图像连续空间坐标x,y的离散化
量化：对图像函数幅值f的离散化

像素：每个（x,y)对应的元素Pixel
M=2^m,N=2n,L=2^k;
k表示需要几位存放相关灰度或颜色
储存一幅MN的数字图像，需要的储存位数为
b=MN*k

采样数越少，图像越小；空间分辨率越低图像越模糊，灰度分辨率越小，图像的细节越少。

像素间基本关系

相邻像素与4-领域

对角相邻像素与4-对角领域

8-领域
4-领域像素与4-对角领域组成的集合记为N8(p)