1數(shù)字圖像處理的基本概念第三課1數(shù)字圖像處理的基本概念第三課22.4圖像灰度直方圖

2.4.1概念定義灰度直方圖反映的是一幅圖像中各灰度級像素出現(xiàn)的頻率。以灰度級為橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為灰度級的頻率，繪制頻率同灰度級的關(guān)系圖就是灰度直方圖。它是圖像的一個重要特征，反映了圖像灰度分布的情況。下圖是一幅圖像的灰度直方圖。頻率的計算式為22.4圖像灰度直方圖

2.4.1概念3342.4灰度直方圖(histogram)imhist(InMATLAB)直方圖=imhist/prod(size(I0));42.4灰度直方圖(histogram)imhist(I5彩色圖像直方圖A=imread(‘lena.tiff’);%讀入圖像數(shù)據(jù)N=size(A,1)*size(A,2);%獲得像素總數(shù)h1=imhist(A(:,:,1))/N;%紅色分量直方圖h2=imhist(A(:,:,2))/N;%綠色分量直方圖h3=imhist(A(:,:,3))/N;%藍(lán)色分量直方圖holdon;xlim([0,255]);stem(0:255,h1,'Marker','None','Color','r');stem(0:255,h2,'Marker','None','Color','g');stem(0:255,h3,'Marker','None','Color','b');text(40,0.016,'直方圖','FontSize',22)5彩色圖像直方圖A=imread(‘lena.tiff’6彩色圖像直方圖A=imread(‘lena.tiff’);%讀入圖像數(shù)據(jù)N=size(A,1)*size(A,2);%獲得像素總數(shù)h1=imhist(A(:,:,1))/N;%紅色分量直方圖h2=imhist(A(:,:,2))/N;%綠色分量直方圖h3=imhist(A(:,:,3))/N;%藍(lán)色分量直方圖holdon;xlim([0,255]);plot(0:255,h1,'Marker','None','Color','r');plot(0:255,h2,'Marker','None','Color','g');plot(0:255,h3,'Marker','None','Color','b');legend('Red','Green','Blue',2);text(40,0.016,'直方圖','FontSize',22)6彩色圖像直方圖A=imread(‘lena.tiff’7彩色圖像直方圖axes(‘Position’,[0.1,0.1,0.8,0.2]);%生成坐標(biāo)軸stem(0:255,h1,'Marker','None','Color','r');set(gca,'YColor','r','Xlim',[0,255]);axes('Position',[0.1,0.3,0.8,0.2]);stem(0:255,h2,'Marker','None','Color',[0,0.6,0]);set(gca,'YColor',[0,0.6,0],'Ytick',[0.005,0.01],'Xlim',[0,255]);axes('Position',[0.1,0.5,0.8,0.2]);stem(0:255,h3,'Marker','None','Color','b');set(gca,'YColor','b','Ytick',[0.01,0.02],'Xlim',[0,255]);7彩色圖像直方圖axes(‘Position’,[0.1,08灰度直方圖的性質(zhì)直方圖相同1、直方圖只反映像素值分布信息，不包括像素位置信息2、不同圖像可能具有相同的直方圖8灰度直方圖的性質(zhì)直方圖相同1、直方圖只反映像素值分布信息，92.4灰度直方圖Directplus3.一幅圖像分成多個區(qū)域，多個區(qū)域的直方圖之和即為原圖像的直方圖。92.4灰度直方圖Directplus3.一幅圖像分成多個10①判斷圖像量化是否恰當(dāng)10①判斷圖像量化是否恰當(dāng)11②確定圖像二值化的閾值11②確定圖像二值化的閾值12具有二峰性的灰度圖像12具有二峰性的灰度圖像13③計算直方圖中物體的面積

當(dāng)物體部分的灰度值比其他部分的灰度值大時，可利用直方圖統(tǒng)計圖像中物體面積：其中vi是灰度級為Ii的像素出現(xiàn)的頻數(shù)。13③計算直方圖中物體的面積當(dāng)14④計算圖像信息量H(Entropy,熵)熵：熵反映了圖像信息豐富的程度，在圖像編碼中意義重大。14④計算圖像信息量H(Entropy,熵)熵：15直方圖統(tǒng)計

Example-------I=imread('pout.tif');imhist(I);

%計算并繪制直方圖

Seealsohisteq,hist.15直方圖統(tǒng)計Example16按列統(tǒng)計的直方圖histc(pascal(3),1:6)producesthearray[311;010;011;000;000;001]>>pascal(3)ans=111123136每列目標(biāo)數(shù)據(jù)的個數(shù)統(tǒng)計16按列統(tǒng)計的直方圖histc(pascal(3),1:6)17其他類型的統(tǒng)計圖餅圖餅圖英文學(xué)名為SectorGraph,有名PieGraph。常用于統(tǒng)計學(xué)模塊。2D餅圖為圓形，手畫時，常用圓規(guī)作圖。pie,pie3inMATLABpie([0.1,0.2,0.4,0.3])pie([0.1,0.2,0.4,0.3],[1,0,0,0])%explodeexplode17其他類型的統(tǒng)計圖餅圖explode18環(huán)形餅圖ph=pie([2435],{'North','South','East','West'});holdon;z=0.6*exp(i*linspace(0,pi*2,100));fill(real(z),imag(z),0.8*[1,1,1]);18環(huán)形餅圖ph=pie([2435],{'Nor19其他類型的統(tǒng)計圖3D餅圖Example：pie3([0.1,0.2,0.4,0.3],[1,0,0,0])pie3([0.1,0.2,0.4,0.3],[1,0,0,0],…{'A:10%','B:20%','C:40%','D1:30%'})19其他類型的統(tǒng)計圖3D餅圖20其他類型的統(tǒng)計圖條狀圖：barx=1:5;y=[0.2,0.3,0.1,0.8,0.9;0.5,0.6,0.2,0.7,0.1];bar(x,y');20其他類型的統(tǒng)計圖條狀圖：bar21其他類型的統(tǒng)計圖累加式條狀圖：barhrand('state',0);figure;barh(rand(10,5),'stacked');colormap(cool)21其他類型的統(tǒng)計圖累加式條狀圖：barh22其他類型的統(tǒng)計圖誤差條：errorbarx=1:10;y=sin(x);e=std(y)*ones(size(x));errorbar(x,y,e)22其他類型的統(tǒng)計圖誤差條：errorbar23其他類型的統(tǒng)計圖針狀圖：stemx=1:60;y=sin(x/4);stem(x,y,'markerFace','b');Sh=stem(…);Set(Sh,'Marker','s');%setotherstyleofarrowhead23其他類型的統(tǒng)計圖針狀圖：stemSh=stem(…)24其他類型的統(tǒng)計圖臺階圖:stairsx=1:60;y=sin(x/4);stairs(x,y)24其他類型的統(tǒng)計圖臺階圖:stairs252.5數(shù)字圖像處理算法的形式正確性高于復(fù)雜度252.5數(shù)字圖像處理算法的形式正確性高于復(fù)雜度26流程圖G-S位相恢復(fù)算法的原理圖

26流程圖G-S位相恢復(fù)算法的原理圖27流程圖27流程圖282.5.2具體形式[局部處理]處于邊界的像素的鄰域像素不完整，需做周期性延拓，或者封閉性約束。Localprocessing282.5.2具體形式[局部處理]處于邊界的像素的鄰域像291.鄰域處理操作鄰域是集合上的一種基礎(chǔ)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。以a為中心的任何開區(qū)間稱為點a的鄰域，記作N(a)。設(shè)δ是任一正數(shù)，則開區(qū)間(a-δ,a+δ)就是點a的一個鄰域，這個鄰域稱為點a的δ鄰域。記作N(a,δ)，即N(a,δ)={x|a-δ<x<a+δ}。點a稱為這鄰域的中心，δ稱為這鄰域的半徑。291.鄰域處理操作30局域數(shù)據(jù)處理30局域數(shù)據(jù)處理31例子算子（Operator）31例子算子（Operator）32點操作Y=F(X)32點操作Y=F(X)33大局域操作33大局域操作342.迭代處理迭代算法要收斂，否則“找不到家”。342.迭代處理迭代算法要收斂，35迭代計算的難點相位恢復(fù)問題：FxX=Y收斂停止無法接近真值35迭代計算的難點相位恢復(fù)問題：FxX=Y363.跟蹤處理

定義：選擇滿足適當(dāng)條件的像素作為起始像素，檢查輸入圖像和已得到的輸出結(jié)果，求出下一步應(yīng)處理的像素，進(jìn)行規(guī)定的處理，然后決定是繼續(xù)處理下面的像素還是終止處理。特點：(1)結(jié)果與開始部分選擇有關(guān)；

(2)可限定處理范圍來提高精度。應(yīng)用：邊界線和等高線的跟蹤(檢查)363.跟蹤處理定義：選擇滿足適當(dāng)條件的像素作為起始像374.窗口處理和模板處理374.窗口處理和模板處理385.串行和并行處理多核并行處理matlabpool(3)parfori=1:3

g(:,i)=rand(1000);endmatlabpoolclose串行結(jié)構(gòu)a=1;fork=1:1000a(k)=a(k-1)+1;end并行結(jié)構(gòu)：a=[1:1000]+1;385.串行和并行處理多核并行處理串行結(jié)構(gòu)并行結(jié)構(gòu)：a=396.遞歸過程functiony=fractorial(n);%遞歸過程ifn==0;y=1;elsey=fractorial(n-1)*n;end

an=F(an-1)計算過程中存在著相似的部分，這里以階乘為例給出遞歸程序。396.遞歸過程functiony=fractoria4040412.6圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與圖像文件格式1.組合方式節(jié)省內(nèi)存，計算量增加，程序復(fù)雜412.6圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與圖像文件格式1.組合方式節(jié)省422.比特面方式充分利用內(nèi)存空間，但灰度圖像的處理耗時多422.比特面方式充分利用內(nèi)存空間，433.分層結(jié)構(gòu)錐形結(jié)構(gòu)433.分層結(jié)構(gòu)錐形結(jié)構(gòu)444.圖像的四叉樹表示BinaryScheme444.圖像的四叉樹表示BinaryScheme455.多重圖像數(shù)據(jù)存儲①逐波段存儲；②逐行存儲；③按像素存儲按波段存儲455.多重圖像數(shù)據(jù)存儲①逐波段存儲；按波段存儲462.6.2圖像文件格式按不同的方式進(jìn)行組織或存儲數(shù)字圖像像素的灰度，就得到不同格式的圖像文件。圖像文件按其格式的不同具有相應(yīng)的擴(kuò)展名。常見的圖像文件格式按擴(kuò)展名分為：RAW格式、BMP格式、TGA格式、PCX格式、GIF格式、TIFF格式等。RAW格式：它是將像素按行列號順序存儲在文件中。這種文件只含有圖像像素數(shù)據(jù)，不含有信息頭，因此，在讀圖像時，需要事先知道圖像大小（矩陣大?。?。它是最簡單的一種圖像文件格式。BMP格式：由以下四個部分組成1)14字節(jié)的文件頭；2)40字節(jié)的信息頭；3)8字節(jié)的顏色定義；4)位圖數(shù)據(jù)。462.6.2圖像文件格式按不同的方式進(jìn)行組織或47PCX格式.pcx原本是PCPaintbrush軟件的文件格式(PCX代表PCPaintbrushExchange)，卻成了最廣泛接受的DOS圖像標(biāo)準(zhǔn)之一。pcx格式是ZSOFT公司在開發(fā)圖像處理軟件Paintbrush時開發(fā)的一種格式。由于pcx格式出現(xiàn)的時間較長，作為一種經(jīng)典的圖像格式，目前任然存在，但現(xiàn)在已經(jīng)慢慢的被jpg、png等更為流行的格式取代了，不過還是有使用的時候，pcx文件可以使用常用的圖像軟件(如ACDSee、PS)打開。47PCX格式.pcx原本是PCP481)位圖文件頭BITMAPFILEHEADER它的結(jié)構(gòu)如下：

typedefstructtagBITMAPFILEHEADER{WORDbfType;/*指定文件類型，必須是0x424D，即字符串“BM”*/DWORDbfSize;/*指定文件大小*/WORDbfReserved1;為/*保留字*/WORDbfReserved2;/*保留字*/DWORDbfOffBits;為/*文件頭到實際的位圖數(shù)據(jù)的偏移字節(jié)數(shù)*/}BITMAPFILEHEADER,FAR*LPBITMAPFILEHEADER;該結(jié)構(gòu)的長度是固定的，為14個字節(jié)。481)位圖文件頭BITMAPFILEHEADER492）位圖信息頭BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)的長度為40個節(jié)，其結(jié)構(gòu)如下：

typedefstructtagBITMAPINFOHEADER{DWORDbfSize;/*指定這個結(jié)構(gòu)的大小，為40個字節(jié)LONGbiWidth;/*指定圖像的寬度，單位是像素LONGbiHeight;/*指定圖像的高度，單位是像素；WORDbiPlanes;/*必須是1WORDbiBitCount;/*指定表示顏色位數(shù)，1(黑白)8（256色）、24（真彩色）DWORDbiCompression;/*指定是否壓縮,分別為BI_RGB、BI_RLE4、BI_RLE8DWORDbiSizeImage;/*指定實際的位圖數(shù)據(jù)占用的字節(jié)數(shù)。LONGbiXPelsPerMeter;/*指定目標(biāo)設(shè)備的水平分辨率LONGbiYPersPerMeter;/*指定目標(biāo)設(shè)備的垂直分辨率DWORDbiClrUsed;/*指定本圖像實際用到的顏色數(shù)DWORDbiClrImportant;/*指定本圖像中重要的顏色數(shù)}BITMAPINFOHEADER,FAR*LPBITMAPINFOHEADER;

492）位圖信息頭BITMAPINFOHEADER503)palette（調(diào)色板）調(diào)色板實際上是一個數(shù)組,數(shù)組中每個元素的類型為一個RGBQUAD結(jié)構(gòu)，占4個字節(jié)。結(jié)構(gòu)定義如下：typedefstructtagRGBQUAD{BYTErgbBlue;BYTErgbGreen;BYTErgbRed;BYTErgbReserved;}RGBQUAD;有些位圖，比如真彩色圖，沒有調(diào)色板。他們的位圖信息頭后直接是位圖數(shù)據(jù)。4)位圖數(shù)據(jù)它分兩種情況：對于用到調(diào)色板的位圖，圖像數(shù)據(jù)就是該像素顏色在調(diào)色板中的索引值；對于真彩色圖，圖像數(shù)據(jù)就是實際的R、G、B值。

503)palette（調(diào)色板）51515252532.6.2圖像文件格式*.BMPbitmap的縮寫，含文件頭、位圖信息位圖數(shù)據(jù)三部分。*.PCX對于PCPaintbrush軟件生成的圖像數(shù)據(jù)。上述2種文件格式只能存1幅圖像532.6.2圖像文件格式*.BMP54圖像文件格式*.GIFGraphicsInterchangeFormat的縮寫，CompuServer公司開發(fā)?？纱鎯Χ喾鶊D像54圖像文件格式*.GIF55制作GIF文件的例子：clc;clear;closeall;N=40;t=[1:N]/N*pi*2*4;tr=[8*pi/N]*rand(1,N);ph=plot(t,sin(t+tr),'b','Linewidth',2);th1=title('time=0');fork=1:60;t=t+0.1;set(ph,'ydata',sin(t+tr));set(th1,'String',['time=',num2str(k)]);frame=getframe(gcf);im=frame2im(frame);[imind,cm]=rgb2ind(im,256);ifk==1;

imwrite(imind,cm,'sin1.gif','gif','Loopcount',inf);else

imwrite(imind,cm,'sin1.gif','gif','WriteMode','append',...'DelayTime',0.1);endpause(0.1);end55制作GIF文件的例子：56圖像文件格式*.TIFFTagImageFileFormat的縮寫，Aldus公司和微軟公司共同開發(fā)。可存儲多幅圖像*.JPG以犧牲圖像質(zhì)量為代價的壓縮圖像格式imwrite(a,'filename.jpg')imwrite(a,'filename.tiff')a=uint8(a);常用圖像數(shù)據(jù)庫：/database/56圖像文件格式*.TIFFimwrite(a,'filen572.7圖像的特征與噪聲自然特征：像素亮度、邊緣輪廓；[處理前]光譜特征、幾何特征及時相特征人工特征：頻譜、灰度直方圖。[處理后]灰度邊緣特征、線和角點特征、紋理特征、點特征、局部特征、整體特征572.7圖像的特征與噪聲自然特征：像素亮度、邊緣輪廓；58圖像的特征有很多，按提取特征的范圍大小又可分為：①點特征僅由各個像素就能決定的性質(zhì)。如單色圖像中的灰度值、彩色圖像中的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)成分的值。②局部特征在小鄰域內(nèi)所具有的性質(zhì)，如線和邊緣的強(qiáng)度、方向、密度和統(tǒng)計量(平均值、方差等)等。③區(qū)域特征在圖像內(nèi)的對象物(一般是指與該區(qū)域外部有區(qū)別的具有一定性質(zhì)的區(qū)域)內(nèi)的點或者局部的特征分布，或者統(tǒng)計量，以及區(qū)域的幾何特征(面積、形狀)等。④整體特征整個圖像作為一個區(qū)域看待時的統(tǒng)計性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征等。58圖像的特征有很多，按提取特征的范圍大小又可分為：59圖像特征提取獲取圖像特征信息的操作稱作特征提取。它作為模式識別、圖像理解或信息量壓縮的基礎(chǔ)是很重要的。通過特征提取，可以獲得特征構(gòu)成的圖像（稱作特征圖像）和特征參數(shù)。59圖像特征提取獲取圖像特征信息的操作稱作特征提60特征向量與空間把從圖像提取的m個特征量y1，y2，…，ym，用m維的向量Y＝[y1y2…ym]表示稱為特征向量。另外，對應(yīng)于各特征量的m維空間叫做特征空間。60特征向量與空間把從圖像提取的m個特征量y1，y2，…，y612.7.3圖像噪聲按產(chǎn)生原因分為：外部噪聲(天體放電干擾、電磁波進(jìn)入電源線)和內(nèi)部噪聲(粒子的隨機(jī)運動、電子流動的熱噪聲、光量子噪聲；機(jī)械運動噪聲；元器件噪聲、電路噪聲)平穩(wěn)噪聲[與時間無關(guān)]和非平穩(wěn)噪聲[時間函數(shù)]按幅值分布分類：高斯型和瑞利型按頻譜分布形狀：白噪聲[均勻分布]按產(chǎn)生過程：量化噪聲和椒鹽噪聲。612.7.3圖像噪聲按產(chǎn)生原因分為：外部噪聲(天體放電干62噪聲的作用模擬實際情況，利用隨機(jī)數(shù)來實現(xiàn)。分析算法性能，如抗噪、魯棒性等。用于分離有用信號與噪聲。。。62噪聲的作用模擬實際情況，利用隨機(jī)數(shù)來實現(xiàn)。63噪聲的特征與模型63噪聲的特征與模型64噪聲的模擬一般使用隨機(jī)數(shù)模擬噪聲：helpstats%getmatlabfunctionlist

StatisticsToolboxVersion8.1(R2012b)20-Jul-201264噪聲的模擬一般使用隨機(jī)數(shù)模擬噪聲：65常用噪聲類型高斯白噪聲:Ng=randn(m,n);泊松噪聲：Np=poissrnd(AMBDA,M,N);椒鹽噪聲：NaCl散斑噪聲(or斑點噪聲)65常用噪聲類型高斯白噪聲:66Codesclc;clear;closeall;I=imread('eight.tif');J1=imnoise(I,‘Gaussian’,0.02,0.1);%高斯噪聲J2=imnoise(I,‘Poisson’);%泊松噪聲J3=imnoise(I,‘salt&pepper’,0.02);%椒鹽噪聲J4=imnoise(I,‘speckle’,0.5);

%斑點噪聲subplot(241);imshow(I,[]);subplot(245);imshow(J1,[]);title('Gaussian');subplot(246);imshow(J2,[]);title('Poisson');subplot(247);imshow(J3,[]);title('Salt&pepper');subplot(248);imshow(J4,[]);title('Speckle');66Codesclc;clear;closeall;I67結(jié)果67結(jié)果68均值與方差均值：Mean,mean2方差：std,std2中位數(shù)：median,也稱中間值

中位數(shù)（Median）統(tǒng)計學(xué)名詞，是指將統(tǒng)計總體當(dāng)中的各個變量值按大小順序排列起來，形成一個數(shù)列，處于變量數(shù)列中間位置的變量值就稱為中位數(shù)，用Me表示。當(dāng)變量值的項數(shù)N為奇數(shù)時，處于中間位置的變量值即為中位數(shù)；當(dāng)N為偶數(shù)時，中位數(shù)則為處于中間位置的2個變量值的平均數(shù)。68均值與方差均值：Mean,mean269TestinMATLAB>>median([1,2,3])ans=2>>median([1,2,23])ans=2>>median([1,2,3,23])ans=2.500069TestinMATLAB>>median([1,270小結(jié)直方圖統(tǒng)計圖圖像處理算法圖像文件格式特征與噪聲70小結(jié)直方圖統(tǒng)計圖71數(shù)字圖像處理的基本概念第三課1數(shù)字圖像處理的基本概念第三課722.4圖像灰度直方圖

2.4.1概念定義灰度直方圖反映的是一幅圖像中各灰度級像素出現(xiàn)的頻率。以灰度級為橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為灰度級的頻率，繪制頻率同灰度級的關(guān)系圖就是灰度直方圖。它是圖像的一個重要特征，反映了圖像灰度分布的情況。下圖是一幅圖像的灰度直方圖。頻率的計算式為22.4圖像灰度直方圖

2.4.1概念733742.4灰度直方圖(histogram)imhist(InMATLAB)直方圖=imhist/prod(size(I0));42.4灰度直方圖(histogram)imhist(I75彩色圖像直方圖A=imread(‘lena.tiff’);%讀入圖像數(shù)據(jù)N=size(A,1)*size(A,2);%獲得像素總數(shù)h1=imhist(A(:,:,1))/N;%紅色分量直方圖h2=imhist(A(:,:,2))/N;%綠色分量直方圖h3=imhist(A(:,:,3))/N;%藍(lán)色分量直方圖holdon;xlim([0,255]);stem(0:255,h1,'Marker','None','Color','r');stem(0:255,h2,'Marker','None','Color','g');stem(0:255,h3,'Marker','None','Color','b');text(40,0.016,'直方圖','FontSize',22)5彩色圖像直方圖A=imread(‘lena.tiff’76彩色圖像直方圖A=imread(‘lena.tiff’);%讀入圖像數(shù)據(jù)N=size(A,1)*size(A,2);%獲得像素總數(shù)h1=imhist(A(:,:,1))/N;%紅色分量直方圖h2=imhist(A(:,:,2))/N;%綠色分量直方圖h3=imhist(A(:,:,3))/N;%藍(lán)色分量直方圖holdon;xlim([0,255]);plot(0:255,h1,'Marker','None','Color','r');plot(0:255,h2,'Marker','None','Color','g');plot(0:255,h3,'Marker','None','Color','b');legend('Red','Green','Blue',2);text(40,0.016,'直方圖','FontSize',22)6彩色圖像直方圖A=imread(‘lena.tiff’77彩色圖像直方圖axes(‘Position’,[0.1,0.1,0.8,0.2]);%生成坐標(biāo)軸stem(0:255,h1,'Marker','None','Color','r');set(gca,'YColor','r','Xlim',[0,255]);axes('Position',[0.1,0.3,0.8,0.2]);stem(0:255,h2,'Marker','None','Color',[0,0.6,0]);set(gca,'YColor',[0,0.6,0],'Ytick',[0.005,0.01],'Xlim',[0,255]);axes('Position',[0.1,0.5,0.8,0.2]);stem(0:255,h3,'Marker','None','Color','b');set(gca,'YColor','b','Ytick',[0.01,0.02],'Xlim',[0,255]);7彩色圖像直方圖axes(‘Position’,[0.1,078灰度直方圖的性質(zhì)直方圖相同1、直方圖只反映像素值分布信息，不包括像素位置信息2、不同圖像可能具有相同的直方圖8灰度直方圖的性質(zhì)直方圖相同1、直方圖只反映像素值分布信息，792.4灰度直方圖Directplus3.一幅圖像分成多個區(qū)域，多個區(qū)域的直方圖之和即為原圖像的直方圖。92.4灰度直方圖Directplus3.一幅圖像分成多個80①判斷圖像量化是否恰當(dāng)10①判斷圖像量化是否恰當(dāng)81②確定圖像二值化的閾值11②確定圖像二值化的閾值82具有二峰性的灰度圖像12具有二峰性的灰度圖像83③計算直方圖中物體的面積

當(dāng)物體部分的灰度值比其他部分的灰度值大時，可利用直方圖統(tǒng)計圖像中物體面積：其中vi是灰度級為Ii的像素出現(xiàn)的頻數(shù)。13③計算直方圖中物體的面積當(dāng)84④計算圖像信息量H(Entropy,熵)熵：熵反映了圖像信息豐富的程度，在圖像編碼中意義重大。14④計算圖像信息量H(Entropy,熵)熵：85直方圖統(tǒng)計

Example-------I=imread('pout.tif');imhist(I);

%計算并繪制直方圖

Seealsohisteq,hist.15直方圖統(tǒng)計Example86按列統(tǒng)計的直方圖histc(pascal(3),1:6)producesthearray[311;010;011;000;000;001]>>pascal(3)ans=111123136每列目標(biāo)數(shù)據(jù)的個數(shù)統(tǒng)計16按列統(tǒng)計的直方圖histc(pascal(3),1:6)87其他類型的統(tǒng)計圖餅圖餅圖英文學(xué)名為SectorGraph,有名PieGraph。常用于統(tǒng)計學(xué)模塊。2D餅圖為圓形，手畫時，常用圓規(guī)作圖。pie,pie3inMATLABpie([0.1,0.2,0.4,0.3])pie([0.1,0.2,0.4,0.3],[1,0,0,0])%explodeexplode17其他類型的統(tǒng)計圖餅圖explode88環(huán)形餅圖ph=pie([2435],{'North','South','East','West'});holdon;z=0.6*exp(i*linspace(0,pi*2,100));fill(real(z),imag(z),0.8*[1,1,1]);18環(huán)形餅圖ph=pie([2435],{'Nor89其他類型的統(tǒng)計圖3D餅圖Example：pie3([0.1,0.2,0.4,0.3],[1,0,0,0])pie3([0.1,0.2,0.4,0.3],[1,0,0,0],…{'A:10%','B:20%','C:40%','D1:30%'})19其他類型的統(tǒng)計圖3D餅圖90其他類型的統(tǒng)計圖條狀圖：barx=1:5;y=[0.2,0.3,0.1,0.8,0.9;0.5,0.6,0.2,0.7,0.1];bar(x,y');20其他類型的統(tǒng)計圖條狀圖：bar91其他類型的統(tǒng)計圖累加式條狀圖：barhrand('state',0);figure;barh(rand(10,5),'stacked');colormap(cool)21其他類型的統(tǒng)計圖累加式條狀圖：barh92其他類型的統(tǒng)計圖誤差條：errorbarx=1:10;y=sin(x);e=std(y)*ones(size(x));errorbar(x,y,e)22其他類型的統(tǒng)計圖誤差條：errorbar93其他類型的統(tǒng)計圖針狀圖：stemx=1:60;y=sin(x/4);stem(x,y,'markerFace','b');Sh=stem(…);Set(Sh,'Marker','s');%setotherstyleofarrowhead23其他類型的統(tǒng)計圖針狀圖：stemSh=stem(…)94其他類型的統(tǒng)計圖臺階圖:stairsx=1:60;y=sin(x/4);stairs(x,y)24其他類型的統(tǒng)計圖臺階圖:stairs952.5數(shù)字圖像處理算法的形式正確性高于復(fù)雜度252.5數(shù)字圖像處理算法的形式正確性高于復(fù)雜度96流程圖G-S位相恢復(fù)算法的原理圖

26流程圖G-S位相恢復(fù)算法的原理圖97流程圖27流程圖982.5.2具體形式[局部處理]處于邊界的像素的鄰域像素不完整，需做周期性延拓，或者封閉性約束。Localprocessing282.5.2具體形式[局部處理]處于邊界的像素的鄰域像991.鄰域處理操作鄰域是集合上的一種基礎(chǔ)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。以a為中心的任何開區(qū)間稱為點a的鄰域，記作N(a)。設(shè)δ是任一正數(shù)，則開區(qū)間(a-δ,a+δ)就是點a的一個鄰域，這個鄰域稱為點a的δ鄰域。記作N(a,δ)，即N(a,δ)={x|a-δ<x<a+δ}。點a稱為這鄰域的中心，δ稱為這鄰域的半徑。291.鄰域處理操作100局域數(shù)據(jù)處理30局域數(shù)據(jù)處理101例子算子（Operator）31例子算子（Operator）102點操作Y=F(X)32點操作Y=F(X)103大局域操作33大局域操作1042.迭代處理迭代算法要收斂，否則“找不到家”。342.迭代處理迭代算法要收斂，105迭代計算的難點相位恢復(fù)問題：FxX=Y收斂停止無法接近真值35迭代計算的難點相位恢復(fù)問題：FxX=Y1063.跟蹤處理

定義：選擇滿足適當(dāng)條件的像素作為起始像素，檢查輸入圖像和已得到的輸出結(jié)果，求出下一步應(yīng)處理的像素，進(jìn)行規(guī)定的處理，然后決定是繼續(xù)處理下面的像素還是終止處理。特點：(1)結(jié)果與開始部分選擇有關(guān)；

(2)可限定處理范圍來提高精度。應(yīng)用：邊界線和等高線的跟蹤(檢查)363.跟蹤處理定義：選擇滿足適當(dāng)條件的像素作為起始像1074.窗口處理和模板處理374.窗口處理和模板處理1085.串行和并行處理多核并行處理matlabpool(3)parfori=1:3

g(:,i)=rand(1000);endmatlabpoolclose串行結(jié)構(gòu)a=1;fork=1:1000a(k)=a(k-1)+1;end并行結(jié)構(gòu)：a=[1:1000]+1;385.串行和并行處理多核并行處理串行結(jié)構(gòu)并行結(jié)構(gòu)：a=1096.遞歸過程functiony=fractorial(n);%遞歸過程ifn==0;y=1;elsey=fractorial(n-1)*n;end

an=F(an-1)計算過程中存在著相似的部分，這里以階乘為例給出遞歸程序。396.遞歸過程functiony=fractoria110401112.6圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與圖像文件格式1.組合方式節(jié)省內(nèi)存，計算量增加，程序復(fù)雜412.6圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與圖像文件格式1.組合方式節(jié)省1122.比特面方式充分利用內(nèi)存空間，但灰度圖像的處理耗時多422.比特面方式充分利用內(nèi)存空間，1133.分層結(jié)構(gòu)錐形結(jié)構(gòu)433.分層結(jié)構(gòu)錐形結(jié)構(gòu)1144.圖像的四叉樹表示BinaryScheme444.圖像的四叉樹表示BinaryScheme1155.多重圖像數(shù)據(jù)存儲①逐波段存儲；②逐行存儲；③按像素存儲按波段存儲455.多重圖像數(shù)據(jù)存儲①逐波段存儲；按波段存儲1162.6.2圖像文件格式按不同的方式進(jìn)行組織或存儲數(shù)字圖像像素的灰度，就得到不同格式的圖像文件。圖像文件按其格式的不同具有相應(yīng)的擴(kuò)展名。常見的圖像文件格式按擴(kuò)展名分為：RAW格式、BMP格式、TGA格式、PCX格式、GIF格式、TIFF格式等。RAW格式：它是將像素按行列號順序存儲在文件中。這種文件只含有圖像像素數(shù)據(jù)，不含有信息頭，因此，在讀圖像時，需要事先知道圖像大?。ň仃嚧笮。?。它是最簡單的一種圖像文件格式。BMP格式：由以下四個部分組成1)14字節(jié)的文件頭；2)40字節(jié)的信息頭；3)8字節(jié)的顏色定義；4)位圖數(shù)據(jù)。462.6.2圖像文件格式按不同的方式進(jìn)行組織或117PCX格式.pcx原本是PCPaintbrush軟件的文件格式(PCX代表PCPaintbrushExchange)，卻成了最廣泛接受的DOS圖像標(biāo)準(zhǔn)之一。pcx格式是ZSOFT公司在開發(fā)圖像處理軟件Paintbrush時開發(fā)的一種格式。由于pcx格式出現(xiàn)的時間較長，作為一種經(jīng)典的圖像格式，目前任然存在，但現(xiàn)在已經(jīng)慢慢的被jpg、png等更為流行的格式取代了，不過還是有使用的時候，pcx文件可以使用常用的圖像軟件(如ACDSee、PS)打開。47PCX格式.pcx原本是PCP1181)位圖文件頭BITMAPFILEHEADER它的結(jié)構(gòu)如下：

typedefstructtagBITMAPFILEHEADER{WORDbfType;/*指定文件類型，必須是0x424D，即字符串“BM”*/DWORDbfSize;/*指定文件大小*/WORDbfReserved1;為/*保留字*/WORDbfReserved2;/*保留字*/DWORDbfOffBits;為/*文件頭到實際的位圖數(shù)據(jù)的偏移字節(jié)數(shù)*/}BITMAPFILEHEADER,FAR*LPBITMAPFILEHEADER;該結(jié)構(gòu)的長度是固定的，為14個字節(jié)。481)位圖文件頭BITMAPFILEHEADER1192）位圖信息頭BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)的長度為40個節(jié)，其結(jié)構(gòu)如下：

typedefstructtagBITMAPINFOHEADER{DWORDbfSize;/*指定這個結(jié)構(gòu)的大小，為40個字節(jié)LONGbiWidth;/*指定圖像的寬度，單位是像素LONGbiHeight;/*指定圖像的高度，單位是像素；WORDbiPlanes;/*必須是1WORDbiBitCount;/*指定表示顏色位數(shù)，1(黑白)8（256色）、24（真彩色）DWORDbiCompression;/*指定是否壓縮,分別為BI_RGB、BI_RLE4、BI_RLE8DWORDbiSizeImage;/*指定實際的位圖數(shù)據(jù)占用的字節(jié)數(shù)。LONGbiXPelsPerMeter;/*指定目標(biāo)設(shè)備的水平分辨率LONGbiYPersPerMeter;/*指定目標(biāo)設(shè)備的垂直分辨率DWORDbiClrUsed;/*指定本圖像實際用到的顏色數(shù)DWORDbiClrImportant;/*指定本圖像中重要的顏色數(shù)}BITMAPINFOHEADER,FAR*LPBITMAPINFOHEADER;

492）位圖信息頭BITMAPINFOHEADER1203)palette（調(diào)色板）調(diào)色板實際上是一個數(shù)組,數(shù)組中每個元素的類型為一個RGBQUAD結(jié)構(gòu)，占4個字節(jié)。結(jié)構(gòu)定義如下：typedefstructtagRGBQUAD{BYTErgbBlue;BYTErgbGreen;BYTErgbRed;BYTErgbReserved;}RGBQUAD;有些位圖，比如真彩色圖，沒有調(diào)色板。他們的位圖信息頭后直接是位圖數(shù)據(jù)。4)位圖數(shù)據(jù)它分兩種情況：對于用到調(diào)色板的位圖，圖像數(shù)據(jù)就是該像素顏色在調(diào)色板中的索引值；對于真彩色圖，圖像數(shù)據(jù)就是實際的R、G、B值。

503)palette（調(diào)色板）12151122521232.6.2圖像文件格式*.BMPbitmap的縮寫，含文件頭、位圖信息位圖數(shù)據(jù)三部分。*.PCX對于PCPaintbrush軟件生成的圖像數(shù)據(jù)。上述2種文件格式只能存1幅圖像532.6.2圖像文件格式*.BMP124圖像文件格式*.GIFGraphicsInterchangeFormat的縮寫，CompuServer公司開發(fā)。可存儲多幅圖像54圖像文件格式*.GIF125制作GIF文件的例子：clc;clear;closeall;N=40;t=[1:N]/N*pi*2*4;tr=[8*pi/N]*rand(1,N);ph=plot(t,sin(t+tr),'b','Linewidth',2);th1=title('time=0');fork=1:60;t=t+0.1;set(ph,'ydata',sin(t+tr));set(th1,'String',['time=',num2str(k)]);frame=getframe(gcf);im=frame2im(frame);[imind,cm]=rgb2ind(im,256);ifk==1;

imwrite(imind,cm,'sin1.gif','gif','Loopcount',inf);else

imwrite(imind,cm,'sin1.gif','gif','WriteMode','append',...'DelayTime',0.1);endpause(0.1);end55制作GIF文件的例子：126圖像文件格式*.TIFFTagImageFileFormat的縮寫，Aldus公司和微軟公司共同開發(fā)?？纱鎯Χ喾鶊D像*.JPG以犧牲圖像質(zhì)量為代價的壓縮圖像格式imwrite(a,'filename.jpg')imwrite(a,'filename.tiff')a=uint8(a);常用圖像數(shù)據(jù)庫：/database/56圖像文件格式*