快速入门学习数字图像处理(冈萨雷斯第三版)
一、緒論以及儲備知識
1、數字圖像處理
何謂數字圖像處理?數字圖像處理就是指借助于數字計算機來處理圖像。因為計算機只能處理離散的數字量,所以一幅要被計算機處理的圖像也必須是離散的。這幅圖像有很多個元素組成,這些元素就是我們通常所說的像素!
2、視覺感知要素
人的眼睛能看到東西是因為人眼里面有光感受器,這些感受器可以分為兩類,也就是錐狀體和桿狀體。錐狀體主要位于視網膜中的中央凹的部分,對顏色及其敏感,被稱為白晝視覺或亮視覺。桿狀體的數量更多,分布在視網膜表面,它用來給出視野內的總體圖像,對低照明度敏感,也被稱為暗視覺或微光視覺。大致可以理解為人眼中的錐狀體=CCD(電荷耦合元件,成像芯片)。
光是一種特殊的電磁輻射,它的電磁波譜從左到右依次為伽馬射線、X射線、紫外線、可見光譜、紅外線、微波、無線電波。灰度級:通常用來表示單色光的強度,單色光是沒有顏色的光。從黑到白的單色光的度量范圍成為灰度級。
3、圖像的取樣和量化
我們把一幅連續的圖像放在一個即X、Y軸和豎軸構成的坐標系中(以后我們會知道這叫做空間域),X和Y用來表示這幅圖像中點的坐標,豎軸用來表示該點的灰度值即強度值。計算機要進行處理必須先離散化,我們對坐標值進行數字化稱為取樣,對幅值數字化稱為量化。所以,一幅圖像可以看做是很多個離散的數字量構成的,即可以用一個矩陣來表示一幅圖像。注意,數字圖像的原點位于左上角,其中正X軸往下延伸,正Y軸往右延伸。
對圖像坐標數字化的值通常用M,N表示,灰度級數用L表示,灰度級通常取2的整數次冪,即L=2^K。存儲一幅數字圖像的比特數為b=M*N*K。我們將一幅圖像中的最高和最低灰度級間的灰度差定義為對比度,最高和最低灰度的比稱為動態范圍!
當一幅圖像有2^K個灰度級時,實際上通常稱這幅圖像為K比特圖像,例如8比特圖像有256個可能的離散灰度值。
4、像素間的基本關系
位于坐標(X,Y)處的像素p有四個水平和垂直的像素,坐標為(x+1,y),(x-1,y),(x,y+1),(x,y-1),這組像素稱為p的4鄰域,用N4(p)表示。p的4個對角相鄰像素坐標是(x+1,y+1),(x+1,y-1),(x-1,y-1),(x-1,y+1),用ND(p)表示。這些點與4個鄰點一起稱為p的8鄰域,用N8(p)表示。
假設兩個像素坐標分別為(x,y),(s,t)
它們之間的距離度量有一下幾種形式:
a.歐式距離:同解析幾何中的定義一樣,在這樣的定義下,距(x,y)等距離的點形成一個圓的輪廓(近似的)。
b.D4距離(也叫城市街區距離,想象一下城市街區之間沒有斜邊可以走):定義為|x-s|+|y-t|,在這樣的定義下,距(x,y)等距離的點形成一個菱形。
c.D8距離(棋盤距離):其定義為max(|x-s|,|y-t|),在這種定義下,距(x,y)等距離的點形成一個正方形。
注:如果有什么錯誤的地方歡迎大家指正!讓我們一塊共同學習,本人研究生階段主攻方向為圖像去霧,有興趣的可以加我的QQ:2256524804,大家可以一塊學習,稍后我會慢慢更新!
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總結
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