第3章_数字图像处理技术_讲义.ppt

本章作业 P94 一、4、9、10 二、从网上有哪些信誉好的足球投注网站一张世界风光或名胜的照片，与自己的人像合成在一起，标明班级、学号、姓名。提交jpg文件。 文件名世界.jpg。 * 图像是指绘制、摄制或印制的形象。 图像处理是将已有的图像改变成一幅新的，更好的图像. 数字图像处理是借助数字计算机处理数字图像，数字图像是由有限个元素组成的，每个元素有特定的位置和区直，有时称这些元素为像素。 * 2. DCT变换 DCT变换是一种实数域变换，其变换核为实数的余弦函数。 设一幅图像，或者一幅图像的某个彩色分量经过数字化后存为矩阵A，并设A为M×N矩阵，则2维DCT变换定义为： * 其中： ? DCT变换实际上是傅立叶变换的实数部分，它将一个空间域上的信号，变换为一个频域上的信号。 * -1 -1 例3-4 图像的DCT变换实例 彩色图像， 高645像素， 宽600像素。 在计算机中存储为3个矩阵， 每个矩阵为645×600， 各存储了R、G、B3个分量信息 * 变换后矩阵的左上角是图像的低频部分， 越靠近右下角，频率越高。 人的眼睛对高频部分是不敏感的。 可以舍弃图像中的高频部分而基本上不影响图像质量。 * 例3-5 不同压缩比率后图像质量的比较 对应645×600的矩阵A（每个颜色分量都有一个），为了舍弃高频部分，将该矩阵的高频部分置为0值。在这令 此时矩阵减小为387×360，数据量是原来的（387×360）/（645×600）=36%。 * 保留的低频部分和重构的图 原图 * 增大高频部分的舍弃范围（1） 保留部分 258×240 * 增大高频部分的舍弃范围（2） 保留部分 130×120 * 增大高频部分的舍弃范围（3） 保留部分 65×60 * 去掉少量的低频部分对图像的影响 将矩阵A的前15行和列置为0 * 3.JPEG压缩流程 (1)将图像从RGB空间变换到YUV空间。 (2)将图像矩阵分块，对每一块单独进行DCT变换。DCT变换矩阵的大小为8×8。根据人眼对亮度信号比对色度信号更加敏感的生理特性，对Y分量划分为8×8块，对U、V分量划分为16×16的块。U、V分量的每一块舍弃1/2的信息后形成一个8×8的矩阵。 (3)对变换后的DCT矩阵进行量化处理，即用表3-1和表3-2的量化矩阵分别对Y分量和U、V分量量化。量化的原则是低频部分用小的值量化，高频部分用大的值量化，量化的结果将会在高频部分出现大量的0。 * (4)量化后的系数要重新编排， 目的是为了增加连续的“0”系数的个数，就是“0”的游程长度，方法是按照Z字形的式样编排，如图3-18所示。这样就把一个8×8的矩阵变成一个1×64的矢量，频率较低的系数放在矢量的顶部。 (5)在第（4）步得到的数据的一个特点就是有大量连续的零。因此对此数据采用了行程编码。 (6)对全部数据进行霍夫曼编码 * 3.6 数字图像处理 数字图像处理的核心是矩阵运算 对每个分量而言，都是一幅灰度图 * 1.数字图像处理概述 * 数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程 图像处理大体上可分为图像的像质改善、图像分析和图像重建三大部分 常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等 2. 图像的增强 对于灰度图象，对应的图像矩阵中的每一个元素表示了图像在该点的亮度值，范围是从0-255。 统计每一点的亮度值，并将它绘成直方图，可以得到某个亮度值在一幅图像中有多少—亮度直方图。 直方图显示了每一种灰度在图中所占的比例。 直方图可以看出来灰度集中在了大约70-180的区间范围内，这使得图片看起来对比度不高。 灰度扩展可以将感兴趣的灰度范围拉开，使得该范围内的像素亮的越亮，暗的越暗，从而达到增强对比度的目的。 * 图片及其灰度直方图 * 经过灰度扩展之后的图像与灰度直方图 * 直方图均衡化后的结果 * 3. 图像的几何变换 图象的几何变换包括图象的平移，旋转，镜像变换，转置，放缩等 (1)平移(translation) 原始图像中任一初始坐标为（x,y）的点经过平移Δx和Δy ,坐标变为（u,v） * 图像的平移,移出的部分被裁减掉 * (2)旋转(rotation) * 其中a是旋转的角度，wsource 和 hsource是原图像的宽度和高度，wnew 和 hnew是旋转后图像的宽度和高度 图像的旋转 * (3)镜像(mirror)和转置(transpose) 镜象分水平镜像和垂直镜像两种，水平镜像是将矩阵的第一列和最后一列对调，第二列和倒数第二列对调，依次类推；垂直镜像则是交换行值；转置就是矩阵的转置