一、 二值圖像概念

1. 二值圖像含義
二值圖像（Binary Image）是指將圖像上的每一個像素只有兩種可能的取值或灰度等級狀態(tài)，人們經(jīng)常用黑白、B&W、單色圖像表示二值圖像。

二值圖像是指在圖像中，灰度等級只有兩種，也就是說，圖像中的任何像素點的灰度值均為0或者255，分別代表黑色和白色。

2. 二值圖像特點
1）數(shù)據(jù)量小；
2）處理速度快，成本低，實用性強；
3）能定義幾何學的各種概念。
3. 二值圖像優(yōu)缺點
二值圖像一般用來描述字符圖像。
優(yōu)點：占用空間少
缺點：當表示人物，風景的圖像時，二值圖像只能展示其邊緣信息，圖像內(nèi)部的紋理特征表現(xiàn)不明顯。這時候要使用紋理特征更為豐富的灰度圖像。

4. 二值圖像處理流程

二、二值圖像的連接性和距離

1、鄰域

對于任意像素（x,y）,把像素的集合{(x+p,y+q)}(p、q是一對適當?shù)恼麛?shù))叫做像素（x,y）的鄰域。即像素（x,y）附近的像素形成的區(qū)域。

鄰域是指某像素p的周圍像素，p與他們間的歐式距離不超過“根號2”即對角線的距離。如果q在p的某種鄰域中，則p，q為某種鄰接。

• 1.1、 4-鄰域

  即對于像素(x,y)，上下左右4個像素稱為4-鄰域，即以下元素：(x-1,y)(x,y-1)(x+1,y)(x,y+1)。

• 2.2、 D-鄰域

  即對于像素(x,y)，其中(max-1>x>1,max-1>y>1)。其D-鄰域為以下元素：(x-1,y-1)(x+1,y-1)(x-1,y+1)(x+1,y+1)。
  

• 3、 8-鄰域

  即對于像素(x,y)，其中(max-1>x>1,max-1>y>1)，上下左右4個元素以及4個對角線像素，稱為8-鄰域。為以下元素：(x-1,y-1)(x-1,y)(x-1,y+1)(x,y-1)(x,y+1)(x+1,y-1)(x+1,y)(x+1,y+1)
  

2、 二值圖像的鄰接

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4-鄰接：如果q點在p點的4-鄰域集合中，則p，q為4-鄰接。即互為4-鄰域的兩個像素叫4-鄰接。

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8-鄰接：如果q點在p點的8-鄰域集合中，則p，q為8-鄰接。即互為8-鄰域的兩個像素叫8-鄰接。

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D-鄰接：如果q點在p點的D-鄰域集合中，則p，q為D-鄰接

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m-鄰接：如果q在p的4-鄰域中，或者q在p的D-鄰域中，且q的4-鄰域與p的4-鄰域交集為空，則p，q為m-鄰接。

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m鄰域的目的是消除8-鄰域的二義性。

二義性

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在某種情況下，如果鄰域中存在多種通路。

某點1到點3存在兩種通路，1->p->3，1->p->2->3。所以點1和點3關系不明確。如果使用m鄰接，點3將不會是點p的m-鄰接，因為點p和點3的4-鄰域存在交集點2。

3、連通性

對于集合S存在一條通路的條件是，通路的像素的某種排列，相鄰像素滿足某種鄰接關系。例如點p到點q之間有A1,A2,A3…An個像素點，且相鄰像素點都滿足某種鄰接。則p和q之間存在通路。如果通路首尾相連，則稱閉合通路。S集合中的一點p只存在一條通路，則稱為一個連通分量，如果S只有一個連通分量，則稱為一個連通集。

對于R為一個圖像子集，如果R連通的，則稱R為一個區(qū)域。對于所有不連接的K個區(qū)域，其并集Rk構成了圖像的前景，Rk的補集稱為背景。

4、像素的連接

在二值圖像中,具有兩個相同數(shù)值的像素$a_1$和$a_2$,若所有與它們具有相同值的像素,能夠在4-/8-鄰域內(nèi)構成一個從$a_1$到$a_2$的鄰接的像素序列,則我們把像素$a_1$和$a_2$叫做4-/8-連接。其像素序列叫4-/8-路徑。

5、連接成分

在研究一個二值圖像連接成分的場合，若1像素的連接成分用4-/8-連接，而0像素連接成分 ，不用相反的8-/4-連接就會產(chǎn)生矛盾。在下圖中，如果假設各個1像素用8一連接，因此0像素和1像素應采用互反的連接形式。

三、差異

二值圖像（binary image），即圖像上的每一個像素只有兩種可能的取值或灰度等級狀態(tài)，人們經(jīng)常用黑白、B&W、單色圖像表示二值圖像。

灰度圖像（gray image） 是每個像素只有一個采樣顏色的圖像，這類圖像通常顯示為從最暗黑色到最亮的白色的灰度，盡管理論上這個采樣可以任何顏色的不同深淺，甚至可以是不同亮度上的不同顏色?；叶葓D像與黑白圖像不同，在計算機圖像領域中黑白圖像只有黑色與白色兩種顏色；但是，灰度圖像在黑色與白色之間還有許多級的顏色深度?；叶葓D像經(jīng)常是在單個電磁波頻譜如可見光內(nèi)測量每個像素的亮度得到的，用于顯示的灰度圖像通常用每個采樣像素8位的非線性尺度來保存，這樣可以有256級灰度（如果用16位，則有65536級）。

彩色圖像 ，每個像素通常是由紅（R）、綠（G）、藍（B）三個分量來表示的，分量介于（0，255）。 （cmyk:分別是由蘭、洋紅、黃和黑色四個分量來表示的）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的二值图像--基础概念的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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