第一章 图像处理基础概念
第二章 常见算法处理
第三章 灰度变化
第四章 空间滤波
第五章 频域滤波
第六章 色彩基础
第七章 小波和多分辨率
第八章 图像表示和描述
第九章 形态学图像处理
第十章 图像分割与目标识别
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f(s,t)表示一幅具有两个连续变量s和t的连续图像函数,通过取样和量化,把连续图像取样为一个二维阵列f(x,y),该阵列有M行,N列(M和N必须是正整数),(x,y)是离散坐标且为整数值,图像原始起点为f(0,0).(0,0)表示第1行第一个样本,并不意味着对图像取样时的物理坐标值,而是图像的坐标值。
由一幅图像的坐标形成的实图面部分称为空间域,x和y称为空间变量或空间坐标。
对于离散灰度级数L,出于存储和量化硬件的考虑,典型的取为2的整数次幂。
L=2^k;
L 灰度值缩放至区间【0,1】,可以不再是整数,但是多数情况下,值会被缩放到用于图像存储和显示的整数区间【0,L-1】,eg,8bit的图像灰度级通常为【0,255】
图像存储所需要bit数:=M*N*K (K指灰度级数)
取样和量化:通过传感器获取到图像后,需要从感知的数据生成数字图像,传感器输出的是连续的电压波形,波形的幅度和空间特性与感知的物理现象有关,将连续感知数据转换为数字形式,就产生了一幅数字图像。转化过程的两种数据处理方式称为取样和量化。
一幅图像的X和Y坐标及幅度可能都是连续的,为了将它转换为数字形式,必须在坐标上和幅度上都进行取样操作
b中一维函数是a中线段AB的幅度值(灰度级)曲线,随机变化是由图像噪声引起
对图像取样就是沿线段AB等间隔取样,每个样本的空间位置由底部的图形底部的垂直刻度尺决定。这样一组离散位置给出了取样函数。样本值(垂直)跨越了灰度值的连续范围,为了形成数字函数,也要对灰度值进行量化为离散量。
取样:对坐标值进行数字化,空间取样是通过选择各个机械增量的数量并在取样处激活传感器来收集数据,机械运动可以非常精确实现,从原理上讲,对一幅图像取样可以到达的精细程度没有限制,取样精度的限制是其他因素:如系统的光学元件的质量
量化:对幅值(f或者说灰度值)进行数字化,量化所达到的精度依赖于所用的离散级数和取样信号的噪声。
灰度分辨率:在灰度级中可分辨的最小变化,指的是用于量化灰度的比特数。不同于空间分辨率必须以每单位距离为基础才有意义。
一幅被量化为256级的图像有8bit 的灰度分辨率。灰度中可分辨的真实变化同时受噪声,饱和度,和人眼感知能力的影响。一幅图像有8bit的灰度分辨率并不比以灰度值为1/256 的固定增量量化为8bit 的系统有更多内容。
空间分辨率:图像中可辩别的最小细节的度量,
常用度量方式:每单位距离线对数和每单位距离点数(像素数),
a、用交替的黑色和白色垂直线构成一幅图像,线宽W个单位(可以小于1)。线对的宽度是2W,每单位距离有1/2 W 个线对。广泛使用的图像分辨率的定义是每单位距离可分辨的最大线对数量(每毫米100个线对)
b、每单位距离点数(每英寸点数的单位是dpi)
空间分辨率和灰度分辨率对比:对于大量细节的图像,可能需要较少的灰度级;对于间隔内样本数量减少但是质量不变,K值灰度级实际是降低的,K(灰度级)的降低但是质量保持相同可能是K 的减小倾向于对比度的明显增加,人们通常感受到图像质量改善了的视觉效果
动态范围:灰度值的范围称为动态范围,在不同的情况下有不同用法,此处的动态范围定义为图像最大可度量灰度与最小可检测灰度之比。上限取决于饱和度,饱和度是指超过这个值的灰度级将被剪切掉这样的一个最高值,下限取决于噪声,这种情况下噪声表现为粒状纹理模式。较暗区域的噪声会掩盖了可检测的最低真实灰度级。
对比度:和动态范围紧密相连,一幅图像中最高和最低灰度级间的灰度差称为对比度。一幅图像中可感知的数值有高的动态范围时,认为图像具有高的对比度,低对比度的图像则相对模糊。
总结:
1、关于取样和量化,这里理解的是光是连续,波也是连续,接受的信号也是连续的,记录信号理论上是连续的,但是实际上无法是连续,一幅图像的大小理论上应该也是连续的,但是受限于光学原件,也不可能是连续的,毕竟pixel作为图像的最小单元,没办法再次区分
2、关于对比度和动态范围,这里的解释和我的理解也有差异,之前一直以为差值才是动态范围,比值是对比度,毕竟记得有三个计算对比度的公式都是比值,具体的计算公式没找到以前的比机,找到后更新
3、关于空间分辨率和灰度分辨率,灰度分辨率个人理解为灰度级的区分,所以是2的指数,空间分辨率,由于一幅图像的XY的坐标是其空间域,所以像素点的多少表示了空间分辨率的高低
4、关于空间分辨率,必须针对空间单位规定才有意义,单独说一幅图像分辨率是1024*1024是没有意义的,尺寸本身只是在图像容量间比较才有意义,eg:20兆像素成像芯片的摄像机和8M像素的摄像机相比有较高的分辨细节能力,只有两部摄像机都配备了可比较的镜头,并且在相同距离拍摄可比较的图像。应该是在相同大小上具有的pixel的数量的差值才是分辨率的比较方式