數(shù)字圖像處理入門王磊數(shù)字圖像處理入門王磊1一、數(shù)字圖像的概念圖像（Image）：視覺景物的某種形式的表示和記錄我們把數(shù)字格式存儲的圖像稱為“數(shù)字圖像”

“數(shù)字”

“模擬”計算機存儲的圖片傳統(tǒng)光學照片數(shù)碼相機拍攝的圖像傳統(tǒng)的電視圖像一、數(shù)字圖像的概念圖像（Image）：2傳感器陣列傳感器陣列3模擬圖像數(shù)字圖像1.采樣空間離坐標(x,y)的離散化，

確定水平和垂直方向上的像素個數(shù)N、M，f(x,y)→f(m,n)2.量化函數(shù)取值離散化，把最大值到最小值之間的取值量化成256個灰度等級，f=0~2553.編碼二進制編碼f=00000000~11111111三步函數(shù)f(x,y)矩陣A[m,n]模擬圖像數(shù)字圖像1.采樣三步函數(shù)f(x,y)矩陣A[m,n]4一、數(shù)字圖像的概念像素：我們把一幅圖像分成若干小格，一個小格就是一個像素，像素是描述圖像的最小單位。分辨率：指映射到圖像平面上的單個像素的景物元素的尺寸。單位：像素/英寸，或者指圖像的像素個數(shù)，單位：像素*像素，如1024*768一、數(shù)字圖像的概念像素：我們把一幅圖像分成若干小格，一個小格5二、圖像表示——矩陣像素：像素是描述圖像的最小單位。一幅被劃分成的數(shù)字灰度圖像，可以用一個M行N列的矩陣描述：像素的值：灰度值（亮度值）圖像中的像素與二維矩陣中的元素一一對應二、圖像表示——矩陣像素：像素是描述圖像的最小單位。圖像中的6矩陣中的元素——灰度用一個整數(shù)來表示，顯示了一個256個級別的灰度級0~255——最黑~最白矩陣中的元素——灰度7為什么灰度值取值范圍是0~255（256個灰度等級）8個灰度等級32個灰度等級為什么灰度值取值范圍是0~255（256個灰度等級）8個灰度8三、用Matlab進行圖像處理9命令窗口歷史窗口工作空間三、用Matlab進行圖像處理9命令窗口歷史窗口工作空間Matlab圖像的讀取與顯示10Workspace圖像尺寸，分辨率圖像文件的名稱，包括擴展名Matlab10Workspace圖像尺寸，分辨率圖像文件的獲取具體某個像素的值11獲取具體某個像素的值11四、圖像分類真彩色圖像灰度圖像二值圖像四、圖像分類真彩色圖像灰度圖像12I=imread('Plane211.jpg');%I2=rgb2gray(I);%真彩色圖像轉換為灰度圖像I3=im2bw(I2，0.7);

%灰度圖像轉換為二值圖像imshow(I);%顯示圖像figure,imshow(I2);figure,imshow(I3);注意：真彩色圖像的圖像數(shù)據(jù)I=imread('Plane211.jpg');%注意：13五、像素間的基本關系

——鄰域、連通4鄰域：像素p(x,y)的4鄰域是(x+1,y),(x-1,y),(x,y+1),(x,y-1)8鄰域：五、像素間的基本關系

——鄰域、連通4鄰域：14五、像素間的基本關系

——鄰域、連通域像素間的連通性：4連通8連通連通域五、像素間的基本關系

——鄰域、連通域像素間的15六、圖像的基本運算算術運算：加、減、乘邏輯運算：非、與、或、異或六、圖像的基本運算算術運算：加、減、乘16六、圖像的基本運算加：C(x,y)=A(x,y)+B(x,y)應用舉例

去除疊加性噪聲去除疊加性噪聲——星系圖舉例六、圖像的基本運算加：去除疊加性噪聲——星系圖舉例17六、圖像的基本運算減C(x,y)=A(x,y)-B(x,y)應用舉例顯示兩幅圖像的差異，檢測同一場景兩幅圖像之間的變化六、圖像的基本運算減18六、圖像的基本運算點乘C(x,y)=A(x,y).*B(x,y)六、圖像的基本運算點乘19六、圖像的基本運算與g(x,y)=f(x,y)∧h(x,y)應用舉例：提取感興趣的子圖像

六、圖像的基本運算與20七、直方圖對一幅數(shù)字圖像，若對應于每－灰度值，統(tǒng)計出具有該灰度值的象素數(shù)，并據(jù)此繪出象素數(shù)-灰度值圖形，則該圖形稱該圖像的灰度直方圖。直方圖是以灰度值作橫坐標，象素數(shù)作縱坐標。有時直方圖亦采用某一灰度值的象素數(shù)占全圖總象素數(shù)的百分比（即某一灰度值出現(xiàn)的頻數(shù)）作為縱坐標。七、直方圖對一幅數(shù)字圖像，若對應于每－灰度值，統(tǒng)計出具有該灰2122圖像的直方圖22圖像的直方圖23不同圖像的直方圖反映圖像的不同特點：對比度高對比度低23不同圖像的直方圖反映圖像的不同特點：對比度高對比度低CT圖像中缺陷的快速定位方法模擬CT斷層圖像

實際CT圖像

實驗結果

實驗結果CT圖像中缺陷的快速定位方法模擬CT斷層圖像實際CT圖像24作業(yè)1搞清楚的幾個問題：什么是像素？什么是像素的灰度值？灰度圖像、二值圖像、真彩色圖像的特點以上三種數(shù)字圖像數(shù)據(jù)在計算機中的存儲格式？已知灰度圖像文件‘a(chǎn).bmp’，如何讀取和顯示圖像，如何獲得圖像中第m行n列像素的灰度值？如果是彩色圖像呢？如何吧真彩色圖像轉換成灰度圖像，然后轉換成二值圖像？如何得到該圖像中灰度值最大（最小）的像素的位置和取值？如何計算圖像的均值？什么是灰度圖像的直方圖？如何計算灰度圖像直方圖，如何顯示/直方圖反映圖像的什么性質(zhì)？作業(yè)1搞清楚的幾個問題：25作業(yè)2關于matlab如何構建一個矩陣？如何取得矩陣中具體一個元素的值，如何修改一個（塊）元素的值？寫一個循環(huán)程序，遍歷整個矩陣，把每個像素的值做一個變換，如y=3x+1矩陣的基本運算：加，減，乘，點乘求一個圖像的負片，用兩種方法（一種是循環(huán)遍歷，一種是矩陣運算）實現(xiàn)。作業(yè)2關于matlab26數(shù)字圖像處理入門王磊數(shù)字圖像處理入門王磊27一、數(shù)字圖像的概念圖像（Image）：視覺景物的某種形式的表示和記錄我們把數(shù)字格式存儲的圖像稱為“數(shù)字圖像”

“數(shù)字”

“模擬”計算機存儲的圖片傳統(tǒng)光學照片數(shù)碼相機拍攝的圖像傳統(tǒng)的電視圖像一、數(shù)字圖像的概念圖像（Image）：28傳感器陣列傳感器陣列29模擬圖像數(shù)字圖像1.采樣空間離坐標(x,y)的離散化，

確定水平和垂直方向上的像素個數(shù)N、M，f(x,y)→f(m,n)2.量化函數(shù)取值離散化，把最大值到最小值之間的取值量化成256個灰度等級，f=0~2553.編碼二進制編碼f=00000000~11111111三步函數(shù)f(x,y)矩陣A[m,n]模擬圖像數(shù)字圖像1.采樣三步函數(shù)f(x,y)矩陣A[m,n]30一、數(shù)字圖像的概念像素：我們把一幅圖像分成若干小格，一個小格就是一個像素，像素是描述圖像的最小單位。分辨率：指映射到圖像平面上的單個像素的景物元素的尺寸。單位：像素/英寸，或者指圖像的像素個數(shù)，單位：像素*像素，如1024*768一、數(shù)字圖像的概念像素：我們把一幅圖像分成若干小格，一個小格31二、圖像表示——矩陣像素：像素是描述圖像的最小單位。一幅被劃分成的數(shù)字灰度圖像，可以用一個M行N列的矩陣描述：像素的值：灰度值（亮度值）圖像中的像素與二維矩陣中的元素一一對應二、圖像表示——矩陣像素：像素是描述圖像的最小單位。圖像中的32矩陣中的元素——灰度用一個整數(shù)來表示，顯示了一個256個級別的灰度級0~255——最黑~最白矩陣中的元素——灰度33為什么灰度值取值范圍是0~255（256個灰度等級）8個灰度等級32個灰度等級為什么灰度值取值范圍是0~255（256個灰度等級）8個灰度34三、用Matlab進行圖像處理35命令窗口歷史窗口工作空間三、用Matlab進行圖像處理9命令窗口歷史窗口工作空間Matlab圖像的讀取與顯示36Workspace圖像尺寸，分辨率圖像文件的名稱，包括擴展名Matlab10Workspace圖像尺寸，分辨率圖像文件的獲取具體某個像素的值37獲取具體某個像素的值11四、圖像分類真彩色圖像灰度圖像二值圖像四、圖像分類真彩色圖像灰度圖像38I=imread('Plane211.jpg');%I2=rgb2gray(I);%真彩色圖像轉換為灰度圖像I3=im2bw(I2，0.7);

%灰度圖像轉換為二值圖像imshow(I);%顯示圖像figure,imshow(I2);figure,imshow(I3);注意：真彩色圖像的圖像數(shù)據(jù)I=imread('Plane211.jpg');%注意：39五、像素間的基本關系

——鄰域、連通4鄰域：像素p(x,y)的4鄰域是(x+1,y),(x-1,y),(x,y+1),(x,y-1)8鄰域：五、像素間的基本關系

——鄰域、連通4鄰域：40五、像素間的基本關系

——鄰域、連通域像素間的連通性：4連通8連通連通域五、像素間的基本關系

——鄰域、連通域像素間的41六、圖像的基本運算算術運算：加、減、乘邏輯運算：非、與、或、異或六、圖像的基本運算算術運算：加、減、乘42六、圖像的基本運算加：C(x,y)=A(x,y)+B(x,y)應用舉例

去除疊加性噪聲去除疊加性噪聲——星系圖舉例六、圖像的基本運算加：去除疊加性噪聲——星系圖舉例43六、圖像的基本運算減C(x,y)=A(x,y)-B(x,y)應用舉例顯示兩幅圖像的差異，檢測同一場景兩幅圖像之間的變化六、圖像的基本運算減44六、圖像的基本運算點乘C(x,y)=A(x,y).*B(x,y)六、圖像的基本運算點乘45六、圖像的基本運算與g(x,y)=f(x,y)∧h(x,y)應用舉例：提取感興趣的子圖像

六、圖像的基本運算與46七、直方圖對一幅數(shù)字圖像，若對應于每－灰度值，統(tǒng)計出具有該灰度值的象素數(shù)，并據(jù)此繪出象素數(shù)-灰度值圖形，則該圖形稱該圖像的灰度直方圖。直方圖是以灰度值作橫坐標，象素數(shù)作縱坐標。有時直方圖亦采用某一灰度值的象素數(shù)占全圖總象素數(shù)的百分比（即某一灰度值出現(xiàn)的頻數(shù)）作為縱坐標。七、直方圖對一幅數(shù)字圖像，若對應于每－灰度值，統(tǒng)計出具有該灰4748圖像的直方圖22圖像的直方圖49不同圖像的直方圖反映圖像的不同特點：對比度高對比度低23不同圖像的直方圖反映圖像的不同特點：對比度高對比度低CT圖像中缺陷的快速定位方法模擬CT斷層圖像

實際CT圖像

實驗結果

實驗結果CT圖像中缺陷的快速定位方法模擬CT斷層圖像實際CT圖像50作業(yè)1搞清楚的幾個問題：什么是像素？什么是像素的灰度值？灰度圖像、二值圖像、真彩色圖像的特點以上三種數(shù)字圖像數(shù)據(jù)在計算機中的存儲格式？已知灰度圖像文件‘a(chǎn).bmp’，如何讀取和顯示圖像，如何獲得圖像中第m行n列像素的灰度值？如果是彩色圖像呢？如何吧真彩色圖像轉換成