图像就是函数
計(jì)算機(jī)視覺旨在從圖像中提取有用的信息,這已經(jīng)被證實(shí)是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。那么圖像是什么?或者說我們把圖像看作什么?
有人說圖像就是一張圖片,一個(gè)場(chǎng)景,一個(gè)矩形(rectangle),一個(gè)矩陣(matrix)。我們先看一個(gè)圖像實(shí)例:
這是一張黑白圖像,也就是常說的灰度圖。更多的圖像是彩色的RGB圖像?;叶葓D處理起來更加簡(jiǎn)單方便,因此這里使用灰度圖像,重在理解。
我們把這幅圖像加上坐標(biāo)刻度,如下圖所示:
放到坐標(biāo)系中后,我們能把一副圖像看作是一個(gè)二維函數(shù),定義成f(x, y)或者I(x, y)。任何一對(duì)空間坐標(biāo)(x, y)處f的值看作該坐標(biāo)點(diǎn)處的強(qiáng)度(intensity)或灰度。我們把每一坐標(biāo)點(diǎn)處的強(qiáng)度在三維空間中看看。
下面是二維函數(shù)f(x, y)=x**2+y**2的可視化,與上述圖像的二維函數(shù)相比,無非是坐標(biāo)的取值范圍不同,函數(shù)的表達(dá)式不一樣。
把圖像看作是一個(gè)二維函數(shù),將對(duì)后續(xù)的圖像處理理解和計(jì)算帶來極大的便利,對(duì)圖像的處理就是對(duì)函數(shù)的處理。需要強(qiáng)調(diào)的是把圖像作為二維函數(shù)時(shí),它是一個(gè)離散函數(shù),且取值范圍有所限定,比如x, y軸的坐標(biāo)值,函數(shù)取值也限定在某個(gè)區(qū)間之內(nèi)(不一定是[0-225])。另外,圖像作為函數(shù),不可能得到上面類似f(x, y)=x**2+y**2這樣的表達(dá)式。
對(duì)于彩色圖像,同樣可以看作是一個(gè)向量函數(shù)。f(x, y) = [r(x, y), g(x, y), b(x, y)]
總結(jié)
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