数字图处理第二版贾永红复资料
第章 导
图
客观存象种相似性生动性描述写真
模拟图
空间坐标明暗程度连续变化计算机法直接处理图
数字图
空间坐标灰度均连续离散数字（般整数）表示图（计算机处理）图数字表示素单位
数字图处理（Digital Image Processing）
利计算机数字图进行（噪声增强复原分割特征提取识等）系列操作获某种预期结果技术（计算机图处理）
数字图处理特点
（1）处理精度高现性
（2）易控制处理效果
（3）处理样性
（4）图数量庞
（5）图处理技术综合性强
数字图处理目
（1）提高图视感质量达赏心悦目目
（2）提取图中包含某特征特殊信息
（3）图数进行变换 编码压缩 便图存储传输
数字图处理研究容
（1）图数字化（2）图增强（3）图恢复
（4）图编码（5）图重建（6）图分析
（7）图分割特征提取（8）图隐藏（9）图通信
图工程三层次
（1）图分析：图分析图中感兴趣目标进行检测测量获客观信息建立图描述
（2）图理解：图理解重点图分析基础进步研究图中目标性质间相互联系出图容含义理解原客观场景解释指导规划行动
（3）图处理：
数字图处理应领域
1通信：图象传输电视电话等
2宇宙探测：星体图片处理
遥感：形质矿藏探查森林水利海洋农业等资源调查然灾害预测环境污染监测气象云图
3生物医学：CTX射线成象B超红外图象显微图象
4工业生产： 产品质量检测生产程控制CADCAM
5军事： 军事目标侦察制导系统警戒系统动火器控制反伪装等
6公安： 现场片指纹手迹印章等处理鉴
7档案： 期文字图片档案修复处理
8机器视觉
9娱乐： 电影特技动画广告MTV等
数字图处理发展动
（1）提高精度提高处理速度（2）加强软件研究开发新方法
（3）加强边缘学科研究工作（4）加强理研究
（5）图处理领域标准化问题
第二章 数字图处理基概念
图数字化
幅图xy坐标幅值f连续量时称该图连续图连续图转换成计算机接受数字形式必须先连续图进行空间幅值离散化处理
图采样：图连续空间坐标xy离散化
图灰度级量化：图函数幅值 f 离散化
均匀采样
幅二维连续图f(xy)连续空间坐标xy均匀采样实质二维图面x方y方分进行等间距划分二维图面划分成M×N网格网格中心点位置实整数表示笛卡尔坐标(Ij)相应二维图面网格中心点位置应序实整数笛卡尔坐标全体构成该幅图采样结果
均匀量化
幅二维连续图f(xy)幅值f均匀量化实质图灰度取值范围[0Lmax]划分成L等级（L正整数LmaxL1）二维图面M×N网格中心点灰度值分量化成L等级中接等级值
空间分辨率
(1)空间分辨率图中分辨细节采样间隔值决定
(2)种常空间分辨率定义单位距离分辨少黑白线数目(单位毫米线数)
(3)样景物说进行采样空间分辨率越高采样间隔越景物中细节越更数字化图中反映出反应该景物图质量越高
(4) 幅数字图阵列（简称图）通常M×N表示景物变情况采样空间分辨率越高获图阵列M×N越反采样空间分辨率越低获图阵列M×N越空间分辨率变情况图阵列M×N越图尺寸越反图阵列M×N越图尺寸越
采样数（12）空间分辨率（3）变化图视觉效果影响
（1）图空间分辨率变（里指线宽度变）情况采样越少图越
（2）景物变情况图阵列MN越图尺寸越
（3）着空间分辨率降低图中细节信息逐渐损失棋盘格似粗颗粒素点变越越明显说明图空间分辨率越低图视觉效果越差
灰度分辨率
灰度级分辨率指灰度级中分辨变化通常灰度级级数L称图灰度级分辨率
灰度分辨率变化图视觉效果影响
着灰度分辨率降低图细节信息逐渐损失伪轮廓信息逐渐增加图中伪轮廓信息积累图已显现出木刻画效果说明：灰度分辨率越低图视觉效果越差
灰度直方图
图灰度直方图种表示数字图中级灰度值出现频数关系函数
灰度直方图特征
（1）直方图仅描述图中灰度级具素数表示图中素位置（空间）信息
（2）特定图惟直方图图具相直方图
（3）空间分辨率M×N灰度级范围[0L1]图关系：
（L1）求符（j0） M×N
（4）果幅图两连接区域组成整幅图直方图等两连接区域直方图
显示分辨率
指显示屏够显示数字图素行数素列数取决显示器够显示素点间距离
图分辨率
反映数字化图中分辨细节图空间分辨率里图分辨率成图阵列
显示器（显示分辨率相显示器）显示图显示图（阵列）空间分辨率关显示器显示分辨率关
换句话说具空间分辨率数字图显示器显示分辨率相
幅图（图分辨率相图）显示两显示分辨率显示器时显示图外观尺寸显示器显示分辨率关：显示分辨率越高显示出图外观尺寸越显示分辨率越低显示出图外观尺寸越
光分辨率
指显示系统素位置产生正确亮度光密度精度部分赖控制素亮度特数
灰度分辨率
指灰度级中分辨变化般灰度级数L称数字图灰度级分辨率
位映指二维素阵列
位图指采位映方法显示存储图
位映设备
指位映形式二维素阵列图先行列序通逐素重复扫描方式显示位图设备（显示器）
BMP文件（Bitmap File）种Windows采点阵式图文件格式
BMP图文件组成
（1）位图文件头（Bitmap File Header）标识名称：（BITMAPFILEHEADER）：说明文件类型位图数起始位置等14字节
（2）位图信息头（Bitmap Information Header）（BITMAPINFORMATION）：说明位图文件位图高度宽度位图颜色格式压缩类型等信息40字节
（3）位图调色板（Bitmap Palette）（RGBOUAD）：位图颜色格式字段确定调色板数组数组中元素RGBQUAD结构占4字节
（4）位图数（Bitmap Data）（BYTE）：位图数位图压缩格式确定该数阵列压缩数非压缩数
图位图数行左右排列说图位图数中先读图面行左边素读图面行右边素
存储幅M×N数字图需存储位数：
b M × N × k
字节数：Bb8
第三章 图变换
图变换
图空域变换域频域数学变换
图变换目
（1）图处理问题简化
（2）利图特征提取
（3）助概念增强图信息理解
维正交变换
量f述正交矩阵进行运算：g Af恢复ffA~(1）gA~(T)g程称正交变换
傅立叶变换定存条件
维信号f(x)满足狄里赫莱条件f(x)：
（1）具限间断点
（2）具限极值点
（3）绝积
傅立叶变换（傅立叶变换逆变换）定存
傅立叶（Fourier）变换处
（1）出信号频率点强度
（2）卷积运算化积运算
Fourier变换图中间部分低频部分越外边频率越高
傅立叶（Fourier）变换
维傅立叶变换
维傅立叶变换反变换
维离散傅立叶变换
正变换公式
逆变换
二维傅立叶变换
二维傅立叶变换逆变换
二维离散傅立叶变换
二维离散傅立叶变换逆变换
二维离散傅立叶变换性质
（1）线性性质：（2）例性质：（3）分离性：（4）空间位移：
（5）移性质：（6）周期性：（7）轭称性：（8）卷积定理：
第四章 图增强
图增强
图处理基目改善图改善图常技术图增强
图增强应
1改善图视觉效果提高图清晰度
2突出图特征便计算机处理
图增强作域分类
1空间域增强直接图素灰度进行操作
2频率域增强图傅里叶变换频谱成分进行操作然傅里叶逆变换获需效果
直方图均衡化
通原图进行某种变换原图灰度直方图修正均匀直方图
直方图均衡化实质减少图象灰度级换取度加
图空间域滑目：通积分图边缘变模糊
中值滤波法局部中值代局部均值
中值滤波特性
（1）离散阶约信号斜升信号产生影响
（2）连续数窗口长度半离散脉滑
（3）三角函数顶部坦化
（4）中值滤波信号频率谱基变
中值滤波优点
1滑脉噪声方面非常灵敏时保护图尖锐边缘
2影响阶跃信号斜坡信号连续数窗口长度半脉受抑制三角波信号顶部变
中值滤波缺点
1高斯噪声均值滤波
2图中点线尖角等细节较宜采中值滤波
均值滤波
（1）优点：素周围8素做均值操作滑图速度快算法简单
（2）缺点：1降低噪声时图产生模糊特边缘细节处模糊尺寸越图模糊程度越
2椒盐噪声滑处理效果理想
图锐化：通微分突出边缘轮廓信息
图锐化微分法常梯度算子
（1）Roberts （2）Prewitt（3）Sobel（4）Krisch（5）Isotropic Sobel
彩色图增强：
彩色图中时会存度低颜色偏暗局部细节明显等问题改善图视觉效果突出图特征利进步处理需图进行增强处理
伪彩色增强
伪彩色增强幅具灰度级图通定映射转变彩色图达增强图分辨力
假彩色增强
假彩色增强幅初始彩色图者谱图波段中生成增强彩色图种方法实质幅彩色图映射幅彩色图彩色图反映原图真实色彩称假彩色增强
假彩色增强意义
1图中景物赋现实颜色达引注目目
2细节特征明显彩色图利假彩色增强细节赋眼敏感颜色达辨图细节目适应眼颜色灵敏度提高鉴力眼绿色亮度响应灵敏细物体映射成绿色眼蓝光强弱灵敏度细节丰富物体映射成深浅亮度蓝色
3遥感技术中利假彩色图光谱图合成彩色图图起逼真然利图进行续分析解译
伪彩色假彩色处理
伪彩色(pseudocolor)处理：黑白图象处理成伪彩色图象
假彩色(false color)处理：真实然彩色图象遥感光谱图象处理成假彩色图象
伪彩色假彩色区联系
（1）伪彩色相假彩色特例指定某灰度某种彩色
（2）通常种指定16级左右高超30级否指定彩色太法记忆区分
（3）元指定彩色数目红绿蓝分达256种时变模拟然彩色假彩色
（4）假彩色伪彩色指定难严格区分通常黑白图作少量彩色映射时伪彩色指定
图代数运算
1相加：C(xy)A(xy)+B(xy)中C(xy)输出图A(xy)B(xy)输入图场景幅图求均常常减少图机噪声
2减运算：称减影技术指景物时间拍摄图景物波段图进行相减提供图间差异信息动态监测运动目标监测踪图背景消目标识等
3运算：遮掉图某部分掩模图（需完整保留区域掩模图值1抑制掉区域值0）图抹图某部分该部分值0
4运算：图相称值处理遥感图处理中常方法利值图图中类物均值拉开方差缩易区类
第五章 图复原重建
图退化
图退化指图形成传输记录程中成系统传输介质设备完善导致图质量降
图复原定义
图复原恢复退化图面目图退化逆程进行处理
线性位移变系统退化模型
g(xy)f(xy)*h(xy)+n(xy)
采线性位移变系统模型原
(1)许种退化线性位移变模型似样线性系统中许数学工具线性代数求解图复原问题运算方法简捷快速
(2)退化太严重时般线性位移变系统模型复原图应中较复原结果计算简化
(3)实际非线性位移变情况更加准确普遍反映图复原问题质数学求解困难求精确情况位移变模型求解求解常位移变解法基础加修改成
图复原程
弄清退化原→建立退化模型→反推演→恢复图
图增强图复原联系区？
（1）二者目改善图质量
（2）图增强考虑图退化试图采种技术增强图视觉效果图增强顾增强图否失真舒服行
（3）图复原完全需知道图退化机制程等先验知识找出种相应逆处理方法复原图
（4）果图已退化应先作复原处理作增强处理
点源
幅图成穷极素组成素作点源成幅图成穷点源形成
白噪声
图象面点噪声相关谱密度常数
(1)实噪声带宽远图象带宽作白噪声精确确方便模型
(2)噪声图象相关时噪声加性
逆滤波复原程
(1)退化图g(xy)作二维离散傅立叶变换G(uv)
(2)计算系统点扩散函数h(xy)二维傅立叶变换H(uv)
(3)逆滤波计算F(uv)G(uv)H(uv)
(4)计算F(uv)逆傅立叶变换求f(xy)
逆滤波病态性
果考虑噪声项N(x y) 出现零点时噪声项放零点影响会更复原结果起导位 逆滤波病态性质
图校正
(1)图获取程中成系统身具非线性拍摄角度等素影响会获图产生失真
(2)图作定量分析时失真图先进行精确校正（存失真图校正成失真图）免影响定量分析精度
(3)梯形失真枕形失真桶形失真
校正方法
图校正基方法先建立校正数学模型次利已知条件确定模型参数根模型图进行校正通常分两步：
（1）图空间坐标变换首先建立图点坐标（行列号）物方（参考图）应点坐标间映射关系解求映射关系中未知参数然根映射关系图素坐标进行校正
（2）确定素灰度值（灰度插）
校正间接法间接法插灰度容易般采间接法进行纠正
(1)设恢复图素基准坐标系统等距网格交叉点网格交叉点坐标f（xy）出发干已知点解求未知数
(2)根变换公式推算出格网点已知畸变图坐标(x’y’)
(3) (x’y’)般整数会位畸变图素中心直接确定该点灰度值
(4)畸变图该点周围素灰度值通插求出该素灰度值作应格网点灰度获校正图
素灰度插法
邻元法双线性插法三次插法
第六章 图编码压缩
图编码压缩容（什？）
（1）图压缩信息中称信源编码
（2）图编码压缩图数定规进行变换组合少代码表示信息
（3）研究容包括数压缩数表示传输变换编码方法目减少存储数需空间传输时间
图编码基原理
（1）图数压缩
（2）般原始图中存冗余度
（3）空间冗余时间冗余视觉冗余信息熵冗余结构冗余知识冗余
（4）户原始图信号全感兴趣特征提取图识方法丢掉量信息提取信息必须传输存储图数减少
信息观点描述图信源数数冗余数两部分组成
冗余数
编码冗余素间冗余心理视觉冗余
图编码压缩分类
（1）根解压重建图原始图间否具误差图编码压缩分误差（失真损信息保持）编码误差（失真损）编码两类
（2）根编码作域划分图编码空间域编码变换域编码两类
损编码分：霍夫曼编码行程编码算术编码
损编码分：预测编码变换编码编码
图保真度
描述解码图相原始图偏离程度测度般称保真度
常客观保真度准
（1）原图解码图间均方根误差
（2）原图解码图间均方根信噪
高效码 冗余度接0编码效率接1编码称高效码
霍夫曼编码
(1)种编码方法根源数符号发生概率进行编码
(2)源数中出现概率越符号相应码越短出现概率越符号码长越长达少码符号表示源数变长编码方法中佳
霍夫曼编码方法
(1)信源符号出现概率排成列然末两符号概率相加合成概率
(2)符号概率余符号概率排列然末两符号概率加起合成概率
(3)重复述做法直剩两概率止
(4)步剩两概率开始逐步前进行编码步需两分支赋予二进制码概率赋予码元0概率赋予码元1果相等中选赋0赋1
(5)读出时符号开始直走概率1路线遇01反排序该符号霍夫曼编码
例：设幅灰度级8（分S0S1S7表示）图中灰度级应概率分040018010010007006005004现进行霍夫曼编码：
S01S1001S2011S30000S40100S50101S600010S700011
均码长R：
R（应霍夫曼码位数应概率）1040+3018+3010++5004261
数字图熵：
H负（应概率log底2应概率）(04lb04+018lb018+01lb01+004lb004)255
霍夫曼编码效率：
（伊塔）熵均码长100（255261）100978
算术编码
（1）算术编码两种模式：基信源概率统计特性固定编码模式针未知信源概率模型适应模式
（2）适应模式中符号概率初始值相 出现符号相应改变编码器解码器相初始值相改变值方法概率模型保持致
（3）关实验数表明未知信源概率分布情况 算术编码般优Huffman编码JPEG扩展系统中算术编码取代哈夫曼编码
算术编码公式
（1）StartNStartB（前项区间开始值）+LeftC（该项区间开始值）L（前项区间长度）
（2）EndNStartB（前项区间开始值）+RightC（该项区间右端值）L（前项区间长度）
（3）区间化二进制0相部分取出末尾加1该数序列算术编码
（4）解码（例）：字符串dacab编码01101101应十进制数08516编码程第字母d时相应区间[0810)包含编码01101101接着第二字母a时相应区间[08088)会包含编码01101101类推编码器唯解出字符串dacab
正交变换编码
通正交变换图空间域转换量较集中变换域系数然变换系数进行编码达缩减特率目
典型变换编码系统框图
输入图构造子图正变换量化符号编码压缩图符号编码反变换合子图解压图
正交变换性质
（1）正交变换熵保持说明正交变换前丢失信息
（2）正交变换量保持
（3）正交变换重新分配量傅立叶变换量集中低频区域熵编码中等长码分配码长量系数分配较特达压缩目
（4）相关性空间域中高度相关素灰度值变相关弱相关频域系数掉存相关性中冗余度
KL正交变换：
（1）运算量：求[Cx]特征值特征矢量矩阵运算N~2次实数加法N~2次实数法
（2）视频图实时处理极难做
第七章 图分割
图分析
种通图中象进行分割(图分区域目标物)图中目标进行分类识技术
图分割
图分割图灰度颜色纹理边缘等特征图分成满足某种相似性准具某种质特征连通区域集合程
图分割方法
（1）图分割区域具特性特性灰度颜色纹理等灰度图分割基相邻素灰度值连续性相似性子区域部素般具灰度相似性区域间边界般具灰度连续性
（2）灰度图分割图分割研究中容质图中区域特性图划分成区域基边缘检测图分割方法基思路先确定图中边缘素然连接起构成需边界
图边缘
图边缘指图灰度发生空间突变象素集合
图边缘两特征：方幅度
Hogh（哈夫）变换基思想
图空间XY变换参数空间PQ利图空间XY参数空间PQ点－线偶性通利图空间XY中边缘数点计算参数空间PQ中参考点轨迹连续边缘素点连接起边缘素点连接起组成封闭边界区域实现图中直线段圆椭圆检测 图特征提取
（1）图特征提取图处理研究中重容图特征提取关键图特征描述定义
（2）图工特征指便图进行处理分析认定特征图直方图图频谱等
（3）然特征指图固特征图中边缘纹理形状颜色等
图分类概念
物体识根讲物体标明类更通说法图分类种图中元区域性质分干类中类干专题素中种技术程
图分类技术层次
（1）工目视解译方法成机理光谱规律学规律生物学规律知识验影亮度色调位置时间纹理结构等特征推断出图中景物类型
（2）计算机识分类方法根图中物信息数特征差异变化通计算机图处理定量分析实现图中物属性识分类便出图中物识分类结果
般情况提图分类概念指基计算机图识分类方法
图分割图分类
（1）图分割种图中区域灰度颜色纹理等特征图划分成区域技术目通分割出某区域形状识目标（根区域形状判出某区域飞机铁路等）进分割成区域中进行特征提取根提取特征结构信息进行物体识见图分割强调物边界形状信息中进行物体识
（2）图分类着眼物光谱特征出发物类进行区分图分类结果通常工目视解译提供定量信息提供简单形状结构信息
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第章 导
图
客观存象种相似性生动性描述写真
模拟图
空间坐标明暗程度连续变化计算机法直接处理图
数字图
空间坐标灰度均连续离散数字（般整数）表示图（计算机处理）图数字表示素单位
数字图处理（Digital Image Processing）
利计算机数字图进行（噪声增强复原分割特征提取识等）系列操作获某种预期结果技术（计算机图处理）
数字图处理特点
（1）处理精度高现性
（2）易控制处理效果
（3）处理样性
（4）图数量庞
（5）图处理技术综合性强
数字图处理目
（1）提高图视感质量达赏心悦目目
（2）提取图中包含某特征特殊信息
（3）图数进行变换 编码压缩 便图存储传输
数字图处理研究容
（1）图数字化（2）图增强（3）图恢复
（4）图编码（5）图重建（6）图分析
（7）图分割特征提取（8）图隐藏（9）图通信
图工程三层次
（1）图分析：图分析图中感兴趣目标进行检测测量获客观信息建立图描述
（2）图理解：图理解重点图分析基础进步研究图中目标性质间相互联系出图容含义理解原客观场景解释指导规划行动
（3）图处理：
数字图处理应领域
1通信：图象传输电视电话等
2宇宙探测：星体图片处理
遥感：形质矿藏探查森林水利海洋农业等资源调查然灾害预测环境污染监测气象云图
3生物医学：CTX射线成象B超红外图象显微图象
4工业生产： 产品质量检测生产程控制CADCAM
5军事： 军事目标侦察制导系统警戒系统动火器控制反伪装等
6公安： 现场片指纹手迹印章等处理鉴
7档案： 期文字图片档案修复处理
8机器视觉
9娱乐： 电影特技动画广告MTV等
数字图处理发展动
（1）提高精度提高处理速度（2）加强软件研究开发新方法
（3）加强边缘学科研究工作（4）加强理研究
（5）图处理领域标准化问题
第二章 数字图处理基概念
图数字化
幅图xy坐标幅值f连续量时称该图连续图连续图转换成计算机接受数字形式必须先连续图进行空间幅值离散化处理
图采样：图连续空间坐标xy离散化
图灰度级量化：图函数幅值 f 离散化
均匀采样
幅二维连续图f(xy)连续空间坐标xy均匀采样实质二维图面x方y方分进行等间距划分二维图面划分成M×N网格网格中心点位置实整数表示笛卡尔坐标(Ij)相应二维图面网格中心点位置应序实整数笛卡尔坐标全体构成该幅图采样结果
均匀量化
幅二维连续图f(xy)幅值f均匀量化实质图灰度取值范围[0Lmax]划分成L等级（L正整数LmaxL1）二维图面M×N网格中心点灰度值分量化成L等级中接等级值
空间分辨率
(1)空间分辨率图中分辨细节采样间隔值决定
(2)种常空间分辨率定义单位距离分辨少黑白线数目(单位毫米线数)
(3)样景物说进行采样空间分辨率越高采样间隔越景物中细节越更数字化图中反映出反应该景物图质量越高
(4) 幅数字图阵列（简称图）通常M×N表示景物变情况采样空间分辨率越高获图阵列M×N越反采样空间分辨率越低获图阵列M×N越空间分辨率变情况图阵列M×N越图尺寸越反图阵列M×N越图尺寸越
采样数（12）空间分辨率（3）变化图视觉效果影响
（1）图空间分辨率变（里指线宽度变）情况采样越少图越
（2）景物变情况图阵列MN越图尺寸越
（3）着空间分辨率降低图中细节信息逐渐损失棋盘格似粗颗粒素点变越越明显说明图空间分辨率越低图视觉效果越差
灰度分辨率
灰度级分辨率指灰度级中分辨变化通常灰度级级数L称图灰度级分辨率
灰度分辨率变化图视觉效果影响
着灰度分辨率降低图细节信息逐渐损失伪轮廓信息逐渐增加图中伪轮廓信息积累图已显现出木刻画效果说明：灰度分辨率越低图视觉效果越差
灰度直方图
图灰度直方图种表示数字图中级灰度值出现频数关系函数
灰度直方图特征
（1）直方图仅描述图中灰度级具素数表示图中素位置（空间）信息
（2）特定图惟直方图图具相直方图
（3）空间分辨率M×N灰度级范围[0L1]图关系：
（L1）求符（j0） M×N
（4）果幅图两连接区域组成整幅图直方图等两连接区域直方图
显示分辨率
指显示屏够显示数字图素行数素列数取决显示器够显示素点间距离
图分辨率
反映数字化图中分辨细节图空间分辨率里图分辨率成图阵列
显示器（显示分辨率相显示器）显示图显示图（阵列）空间分辨率关显示器显示分辨率关
换句话说具空间分辨率数字图显示器显示分辨率相
幅图（图分辨率相图）显示两显示分辨率显示器时显示图外观尺寸显示器显示分辨率关：显示分辨率越高显示出图外观尺寸越显示分辨率越低显示出图外观尺寸越
光分辨率
指显示系统素位置产生正确亮度光密度精度部分赖控制素亮度特数
灰度分辨率
指灰度级中分辨变化般灰度级数L称数字图灰度级分辨率
位映指二维素阵列
位图指采位映方法显示存储图
位映设备
指位映形式二维素阵列图先行列序通逐素重复扫描方式显示位图设备（显示器）
BMP文件（Bitmap File）种Windows采点阵式图文件格式
BMP图文件组成
（1）位图文件头（Bitmap File Header）标识名称：（BITMAPFILEHEADER）：说明文件类型位图数起始位置等14字节
（2）位图信息头（Bitmap Information Header）（BITMAPINFORMATION）：说明位图文件位图高度宽度位图颜色格式压缩类型等信息40字节
（3）位图调色板（Bitmap Palette）（RGBOUAD）：位图颜色格式字段确定调色板数组数组中元素RGBQUAD结构占4字节
（4）位图数（Bitmap Data）（BYTE）：位图数位图压缩格式确定该数阵列压缩数非压缩数
图位图数行左右排列说图位图数中先读图面行左边素读图面行右边素
存储幅M×N数字图需存储位数：
b M × N × k
字节数：Bb8
第三章 图变换
图变换
图空域变换域频域数学变换
图变换目
（1）图处理问题简化
（2）利图特征提取
（3）助概念增强图信息理解
维正交变换
量f述正交矩阵进行运算：g Af恢复ffA~(1）gA~(T)g程称正交变换
傅立叶变换定存条件
维信号f(x)满足狄里赫莱条件f(x)：
（1）具限间断点
（2）具限极值点
（3）绝积
傅立叶变换（傅立叶变换逆变换）定存
傅立叶（Fourier）变换处
（1）出信号频率点强度
（2）卷积运算化积运算
Fourier变换图中间部分低频部分越外边频率越高
傅立叶（Fourier）变换
维傅立叶变换
维傅立叶变换反变换
维离散傅立叶变换
正变换公式
逆变换
二维傅立叶变换
二维傅立叶变换逆变换
二维离散傅立叶变换
二维离散傅立叶变换逆变换
二维离散傅立叶变换性质
（1）线性性质：（2）例性质：（3）分离性：（4）空间位移：
（5）移性质：（6）周期性：（7）轭称性：（8）卷积定理：
第四章 图增强
图增强
图处理基目改善图改善图常技术图增强
图增强应
1改善图视觉效果提高图清晰度
2突出图特征便计算机处理
图增强作域分类
1空间域增强直接图素灰度进行操作
2频率域增强图傅里叶变换频谱成分进行操作然傅里叶逆变换获需效果
直方图均衡化
通原图进行某种变换原图灰度直方图修正均匀直方图
直方图均衡化实质减少图象灰度级换取度加
图空间域滑目：通积分图边缘变模糊
中值滤波法局部中值代局部均值
中值滤波特性
（1）离散阶约信号斜升信号产生影响
（2）连续数窗口长度半离散脉滑
（3）三角函数顶部坦化
（4）中值滤波信号频率谱基变
中值滤波优点
1滑脉噪声方面非常灵敏时保护图尖锐边缘
2影响阶跃信号斜坡信号连续数窗口长度半脉受抑制三角波信号顶部变
中值滤波缺点
1高斯噪声均值滤波
2图中点线尖角等细节较宜采中值滤波
均值滤波
（1）优点：素周围8素做均值操作滑图速度快算法简单
（2）缺点：1降低噪声时图产生模糊特边缘细节处模糊尺寸越图模糊程度越
2椒盐噪声滑处理效果理想
图锐化：通微分突出边缘轮廓信息
图锐化微分法常梯度算子
（1）Roberts （2）Prewitt（3）Sobel（4）Krisch（5）Isotropic Sobel
彩色图增强：
彩色图中时会存度低颜色偏暗局部细节明显等问题改善图视觉效果突出图特征利进步处理需图进行增强处理
伪彩色增强
伪彩色增强幅具灰度级图通定映射转变彩色图达增强图分辨力
假彩色增强
假彩色增强幅初始彩色图者谱图波段中生成增强彩色图种方法实质幅彩色图映射幅彩色图彩色图反映原图真实色彩称假彩色增强
假彩色增强意义
1图中景物赋现实颜色达引注目目
2细节特征明显彩色图利假彩色增强细节赋眼敏感颜色达辨图细节目适应眼颜色灵敏度提高鉴力眼绿色亮度响应灵敏细物体映射成绿色眼蓝光强弱灵敏度细节丰富物体映射成深浅亮度蓝色
3遥感技术中利假彩色图光谱图合成彩色图图起逼真然利图进行续分析解译
伪彩色假彩色处理
伪彩色(pseudocolor)处理：黑白图象处理成伪彩色图象
假彩色(false color)处理：真实然彩色图象遥感光谱图象处理成假彩色图象
伪彩色假彩色区联系
（1）伪彩色相假彩色特例指定某灰度某种彩色
（2）通常种指定16级左右高超30级否指定彩色太法记忆区分
（3）元指定彩色数目红绿蓝分达256种时变模拟然彩色假彩色
（4）假彩色伪彩色指定难严格区分通常黑白图作少量彩色映射时伪彩色指定
图代数运算
1相加：C(xy)A(xy)+B(xy)中C(xy)输出图A(xy)B(xy)输入图场景幅图求均常常减少图机噪声
2减运算：称减影技术指景物时间拍摄图景物波段图进行相减提供图间差异信息动态监测运动目标监测踪图背景消目标识等
3运算：遮掉图某部分掩模图（需完整保留区域掩模图值1抑制掉区域值0）图抹图某部分该部分值0
4运算：图相称值处理遥感图处理中常方法利值图图中类物均值拉开方差缩易区类
第五章 图复原重建
图退化
图退化指图形成传输记录程中成系统传输介质设备完善导致图质量降
图复原定义
图复原恢复退化图面目图退化逆程进行处理
线性位移变系统退化模型
g(xy)f(xy)*h(xy)+n(xy)
采线性位移变系统模型原
(1)许种退化线性位移变模型似样线性系统中许数学工具线性代数求解图复原问题运算方法简捷快速
(2)退化太严重时般线性位移变系统模型复原图应中较复原结果计算简化
(3)实际非线性位移变情况更加准确普遍反映图复原问题质数学求解困难求精确情况位移变模型求解求解常位移变解法基础加修改成
图复原程
弄清退化原→建立退化模型→反推演→恢复图
图增强图复原联系区？
（1）二者目改善图质量
（2）图增强考虑图退化试图采种技术增强图视觉效果图增强顾增强图否失真舒服行
（3）图复原完全需知道图退化机制程等先验知识找出种相应逆处理方法复原图
（4）果图已退化应先作复原处理作增强处理
点源
幅图成穷极素组成素作点源成幅图成穷点源形成
白噪声
图象面点噪声相关谱密度常数
(1)实噪声带宽远图象带宽作白噪声精确确方便模型
(2)噪声图象相关时噪声加性
逆滤波复原程
(1)退化图g(xy)作二维离散傅立叶变换G(uv)
(2)计算系统点扩散函数h(xy)二维傅立叶变换H(uv)
(3)逆滤波计算F(uv)G(uv)H(uv)
(4)计算F(uv)逆傅立叶变换求f(xy)
逆滤波病态性
果考虑噪声项N(x y) 出现零点时噪声项放零点影响会更复原结果起导位 逆滤波病态性质
图校正
(1)图获取程中成系统身具非线性拍摄角度等素影响会获图产生失真
(2)图作定量分析时失真图先进行精确校正（存失真图校正成失真图）免影响定量分析精度
(3)梯形失真枕形失真桶形失真
校正方法
图校正基方法先建立校正数学模型次利已知条件确定模型参数根模型图进行校正通常分两步：
（1）图空间坐标变换首先建立图点坐标（行列号）物方（参考图）应点坐标间映射关系解求映射关系中未知参数然根映射关系图素坐标进行校正
（2）确定素灰度值（灰度插）
校正间接法间接法插灰度容易般采间接法进行纠正
(1)设恢复图素基准坐标系统等距网格交叉点网格交叉点坐标f（xy）出发干已知点解求未知数
(2)根变换公式推算出格网点已知畸变图坐标(x’y’)
(3) (x’y’)般整数会位畸变图素中心直接确定该点灰度值
(4)畸变图该点周围素灰度值通插求出该素灰度值作应格网点灰度获校正图
素灰度插法
邻元法双线性插法三次插法
第六章 图编码压缩
图编码压缩容（什？）
（1）图压缩信息中称信源编码
（2）图编码压缩图数定规进行变换组合少代码表示信息
（3）研究容包括数压缩数表示传输变换编码方法目减少存储数需空间传输时间
图编码基原理
（1）图数压缩
（2）般原始图中存冗余度
（3）空间冗余时间冗余视觉冗余信息熵冗余结构冗余知识冗余
（4）户原始图信号全感兴趣特征提取图识方法丢掉量信息提取信息必须传输存储图数减少
信息观点描述图信源数数冗余数两部分组成
冗余数
编码冗余素间冗余心理视觉冗余
图编码压缩分类
（1）根解压重建图原始图间否具误差图编码压缩分误差（失真损信息保持）编码误差（失真损）编码两类
（2）根编码作域划分图编码空间域编码变换域编码两类
损编码分：霍夫曼编码行程编码算术编码
损编码分：预测编码变换编码编码
图保真度
描述解码图相原始图偏离程度测度般称保真度
常客观保真度准
（1）原图解码图间均方根误差
（2）原图解码图间均方根信噪
高效码 冗余度接0编码效率接1编码称高效码
霍夫曼编码
(1)种编码方法根源数符号发生概率进行编码
(2)源数中出现概率越符号相应码越短出现概率越符号码长越长达少码符号表示源数变长编码方法中佳
霍夫曼编码方法
(1)信源符号出现概率排成列然末两符号概率相加合成概率
(2)符号概率余符号概率排列然末两符号概率加起合成概率
(3)重复述做法直剩两概率止
(4)步剩两概率开始逐步前进行编码步需两分支赋予二进制码概率赋予码元0概率赋予码元1果相等中选赋0赋1
(5)读出时符号开始直走概率1路线遇01反排序该符号霍夫曼编码
例：设幅灰度级8（分S0S1S7表示）图中灰度级应概率分040018010010007006005004现进行霍夫曼编码：
S01S1001S2011S30000S40100S50101S600010S700011
均码长R：
R（应霍夫曼码位数应概率）1040+3018+3010++5004261
数字图熵：
H负（应概率log底2应概率）(04lb04+018lb018+01lb01+004lb004)255
霍夫曼编码效率：
（伊塔）熵均码长100（255261）100978
算术编码
（1）算术编码两种模式：基信源概率统计特性固定编码模式针未知信源概率模型适应模式
（2）适应模式中符号概率初始值相 出现符号相应改变编码器解码器相初始值相改变值方法概率模型保持致
（3）关实验数表明未知信源概率分布情况 算术编码般优Huffman编码JPEG扩展系统中算术编码取代哈夫曼编码
算术编码公式
（1）StartNStartB（前项区间开始值）+LeftC（该项区间开始值）L（前项区间长度）
（2）EndNStartB（前项区间开始值）+RightC（该项区间右端值）L（前项区间长度）
（3）区间化二进制0相部分取出末尾加1该数序列算术编码
（4）解码（例）：字符串dacab编码01101101应十进制数08516编码程第字母d时相应区间[0810)包含编码01101101接着第二字母a时相应区间[08088)会包含编码01101101类推编码器唯解出字符串dacab
正交变换编码
通正交变换图空间域转换量较集中变换域系数然变换系数进行编码达缩减特率目
典型变换编码系统框图
输入图构造子图正变换量化符号编码压缩图符号编码反变换合子图解压图
正交变换性质
（1）正交变换熵保持说明正交变换前丢失信息
（2）正交变换量保持
（3）正交变换重新分配量傅立叶变换量集中低频区域熵编码中等长码分配码长量系数分配较特达压缩目
（4）相关性空间域中高度相关素灰度值变相关弱相关频域系数掉存相关性中冗余度
KL正交变换：
（1）运算量：求[Cx]特征值特征矢量矩阵运算N~2次实数加法N~2次实数法
（2）视频图实时处理极难做
第七章 图分割
图分析
种通图中象进行分割(图分区域目标物)图中目标进行分类识技术
图分割
图分割图灰度颜色纹理边缘等特征图分成满足某种相似性准具某种质特征连通区域集合程
图分割方法
（1）图分割区域具特性特性灰度颜色纹理等灰度图分割基相邻素灰度值连续性相似性子区域部素般具灰度相似性区域间边界般具灰度连续性
（2）灰度图分割图分割研究中容质图中区域特性图划分成区域基边缘检测图分割方法基思路先确定图中边缘素然连接起构成需边界
图边缘
图边缘指图灰度发生空间突变象素集合
图边缘两特征：方幅度
Hogh（哈夫）变换基思想
图空间XY变换参数空间PQ利图空间XY参数空间PQ点－线偶性通利图空间XY中边缘数点计算参数空间PQ中参考点轨迹连续边缘素点连接起边缘素点连接起组成封闭边界区域实现图中直线段圆椭圆检测 图特征提取
（1）图特征提取图处理研究中重容图特征提取关键图特征描述定义
（2）图工特征指便图进行处理分析认定特征图直方图图频谱等
（3）然特征指图固特征图中边缘纹理形状颜色等
图分类概念
物体识根讲物体标明类更通说法图分类种图中元区域性质分干类中类干专题素中种技术程
图分类技术层次
（1）工目视解译方法成机理光谱规律学规律生物学规律知识验影亮度色调位置时间纹理结构等特征推断出图中景物类型
（2）计算机识分类方法根图中物信息数特征差异变化通计算机图处理定量分析实现图中物属性识分类便出图中物识分类结果
般情况提图分类概念指基计算机图识分类方法
图分割图分类
（1）图分割种图中区域灰度颜色纹理等特征图划分成区域技术目通分割出某区域形状识目标（根区域形状判出某区域飞机铁路等）进分割成区域中进行特征提取根提取特征结构信息进行物体识见图分割强调物边界形状信息中进行物体识
（2）图分类着眼物光谱特征出发物类进行区分图分类结果通常工目视解译提供定量信息提供简单形状结构信息
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