【文章內(nèi)容簡介】 按比例縮小兩種 。 ? 圖像縮小之后 ， 因?yàn)槌休d的信息量小了 ， 所以畫布可相應(yīng)縮小 。 (a) 按比例縮小 (b) 不按比例縮小 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像縮小 —— 實(shí)現(xiàn)思路 ? 圖像縮小實(shí)際上就是對原有的多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行挑選或處理 ，獲得期望縮小尺寸的數(shù)據(jù) ， 并且盡量保持原有的特征不丟失 。 ? 最簡單的方法就是等間隔地選取數(shù)據(jù) 。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像放大 ? 圖像放大從字面上看，是圖像縮小的逆操作，但是，從信息處理的角度來看，則難易程度完全不一樣。 ? 圖像縮小是從多個(gè)信息中選出所需要的信息，而圖像放大則是需要對多出的空位填入適當(dāng)?shù)闹?，是信息的估?jì)。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像放大 —— 實(shí)現(xiàn)思路 ? 最簡單的思想是，如果需要將原圖像放大為 k倍，則將原圖像中的每個(gè)像素值，填在 新圖像 中對應(yīng)的 k*k大小的子塊中。 放大 5倍 顯然，當(dāng) k為整數(shù)時(shí)，可以采用這種簡單的方法。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像的成倍放大效果示例 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像大比例放大時(shí)的馬賽克效應(yīng) 放大 10倍 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像錯(cuò)切 —— 基本概念 ? 圖像的錯(cuò)切變換實(shí)際上是平面景物在投影平面上的 非垂直投影效果 。 ? 因?yàn)榻^大多數(shù)圖像都是三維物體在二維平面上的投影得到的，所以需要研究圖像的錯(cuò)切現(xiàn)象。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像的錯(cuò)切效果 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像的位置變換 ? 所謂圖像的位置變換是指圖像的大小和形狀不發(fā)生變化，只是將圖像進(jìn)行 平移 、 鏡像 和 旋轉(zhuǎn) 。 ? 圖像的位置變換主要是用于目標(biāo)識別中的 目標(biāo)配準(zhǔn) 。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像的旋轉(zhuǎn) 圖像旋轉(zhuǎn)的前期處理 —— 畫布的擴(kuò)大 ? 圖像旋轉(zhuǎn)之前，為了避免信息的丟失，畫布的擴(kuò)大是最重要的。 ? 畫布擴(kuò)大的原則是：以最小的面積承載全部的畫面信息。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像旋轉(zhuǎn) —— 按照確定畫布時(shí)的平移量取整 ?? 30???? ?? ?? yxy yxx 8 6 39。 6 39。結(jié)論：按照圖像旋轉(zhuǎn)計(jì)算公式獲得的結(jié)果與想象中的差異很大。 ?30必須進(jìn)行后處理操作。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像旋轉(zhuǎn)后處理 —— 旋轉(zhuǎn)后的隱含問題分析 ? 圖像旋轉(zhuǎn)之后，出現(xiàn)了兩個(gè)問題： 1）像素的排列不是完全按照原有的相鄰關(guān)系。這是因?yàn)橄噜徬袼刂g只能有 8個(gè)方向（相鄰為 45度），如下圖所示。 2）會出現(xiàn)許多的空洞點(diǎn)。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像旋轉(zhuǎn)后處理 —— 解決問題的思路 ? 出現(xiàn)問題的核心是像素之間的連接是不連續(xù)的。 ? 相鄰像素的角度是無法改變的，所以只能通過增加分辨率的方法來從整體上解決這個(gè)問題。 ? 采用某種填補(bǔ)方法來填充空洞。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像旋轉(zhuǎn)的后處理 —— 插值 ? 最簡單的方法是 行插值（列插值） 方法。 1）找出當(dāng)前行的最小和最大的非背景點(diǎn)的坐標(biāo)，記作：(i,k1)、 (i,k2)。 如右圖有： (1,3)、 (1,3)。 (2,1)、 (2,4)。 (3,2)、 (3,4)； (4,2)、 (4,3)。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像旋轉(zhuǎn)的后處理 —— 插值 2）在 (k1,k2)范圍內(nèi)進(jìn)行插值，插值的方法是：空點(diǎn)的像素值等于前一點(diǎn)的像素值。 3）同樣的操作重復(fù)到所有行。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像旋轉(zhuǎn)的效果示例 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像旋轉(zhuǎn)中的插值效果示例 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 26 練習(xí)： 在 Photoshop中新建一個(gè)畫布，用矩形工具和變換命令畫出像素材文件夾中 打開素材文件夾中名為： ，運(yùn)用菜單中的：濾鏡 → 扭曲 → 切變命令對圖片進(jìn)行變形，看看變形后的效果。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像幾何變換技術(shù) 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) ? 所謂的圖像噪聲，是圖像在攝取時(shí)或是傳輸時(shí)所受到的 隨機(jī)干擾信號 。 ? 常見的有 椒鹽噪聲 和 高斯噪聲 。 圖像噪聲的概念 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 圖像的噪聲示例 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 椒鹽噪聲 高斯噪聲 ? 椒鹽噪聲的特征 : 出現(xiàn)位置是隨機(jī)的，但噪聲的幅值是基本相同的。 ? 高斯噪聲的特征： 出現(xiàn)的位置是一定的（每一點(diǎn)上），但噪聲的幅值是隨機(jī)的。 圖像噪聲的概念 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 椒鹽噪聲示例 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 高斯噪聲示例 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) ? 設(shè)計(jì)噪聲抑制濾波器，在盡可能保持原圖信息的基礎(chǔ)上，抑制噪聲。 ? 均值濾波器 ? 中值濾波器 圖像噪聲的抑制方法 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 均值濾波器 —— 原理 ? 在圖像上，對 待處理的像素 給定一個(gè)模板，該模板包括了其周圍的鄰近像素。將模板中的全體像素的均值 來替代原來的像素值的方法。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 均值濾波器濾椒鹽噪聲的效果 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 均值濾波器濾高斯噪聲的效果 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 均值濾波器的改進(jìn) —— 加權(quán)均值濾波 ? 均值濾波器的缺點(diǎn)是，會使圖像變的模糊，原因是它對所有的點(diǎn)都是同等對待，在將噪聲點(diǎn)分?jǐn)偟耐瑫r(shí)，將景物的邊界點(diǎn)也分?jǐn)偭恕? ? 為了改善效果，就可采用加權(quán)平均的方式來構(gòu)造濾波器。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 加權(quán)均值濾波器的效果 (H1) H0的比較例 H1的效果 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 中值濾波器 —— 問題的提出 ? 雖然均值濾波器對噪聲有抑制作用，但同時(shí)會使圖像變得模糊。即使是加權(quán)均值濾波，改善的效果也是有限的。 ? 為了有效地改善這一狀況，必須改換濾波器的設(shè)計(jì)思路，中值濾波就是一種有效的方法。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 中值濾波器 —— 設(shè)計(jì)思想 ? 因?yàn)樵肼暎ㄈ缃符}噪聲）的出現(xiàn)，使該點(diǎn)像素比周圍的像素亮（暗）許多。 ? 如果在某個(gè)模板中，對像素進(jìn)行由小到大排列的重新排列，那么最亮的或者是最暗的點(diǎn)一定被排在兩側(cè)。 ? 取模板中排在中間位置上的像素的灰度值替代待處理像素的值，就可以達(dá)到濾除噪聲的目的。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 中值濾波器的效果（椒鹽噪聲） 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 中值濾波器的效果（高斯噪聲） 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 中值濾波器與均值濾波器的比較 ?對于椒鹽噪聲，中值濾波效果比均值濾波效果好。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 中值濾波器與均值濾波器的比較 ? 對于高斯噪聲，均值濾波效果比中值濾波效果好。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 中值濾波與均值濾波效果比較 （椒鹽噪聲） 中值濾波 均值濾波 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 中值濾波與均值濾波效果比較 （高斯噪聲） 中值濾波 均值濾波 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像噪聲抑制技術(shù) 2 30 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之 圖像銳化技術(shù) 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) ? 圖像銳化的 目的 是加強(qiáng)圖像中景物的細(xì)節(jié)邊緣和輪廓。 ? 銳化的作用是使 灰度反差增強(qiáng) 。 ? 因?yàn)檫吘壓洼喞嘉挥诨叶韧蛔兊牡胤健Ｋ凿J化算法的實(shí)現(xiàn)是基于 微分 作用。 圖像銳化的概念 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) ? 圖像的景物細(xì)節(jié)特征 ； ? 一階微分銳化方法 ； ? 二階銳化微分方法 ； 圖像銳化方法 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 圖像細(xì)節(jié)的灰度變化特性 掃描線 灰度漸變 孤立點(diǎn) 細(xì)線 灰度躍變 圖像細(xì)節(jié)的灰度分布特性 平坦段 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 圖像細(xì)節(jié)的灰度變化微分特性 一階微分曲線 二階微分曲線 圖像細(xì)節(jié)的灰度分布特性 灰度漸變 孤立點(diǎn) 細(xì)線 灰度躍變 平坦段 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 一階微分銳化 ? 單方向一階微分銳化 ? 無方向一階微分銳化 ? 交叉微分銳化 ? Sobel銳化 ? Priwitt銳化 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 單方向的一階銳化 —— 基本原理 ? 單方向的一階銳化是指對某個(gè)特定方向上的邊緣信息進(jìn)行增強(qiáng)。 ? 因?yàn)閳D像為水平、垂直兩個(gè)方向組成，所以，所謂的單方向銳化實(shí)際上是包括水平方向與垂直方向上的銳化。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 單方向銳化的后處理 ? 這種銳化算法需要進(jìn)行后處理，以解決像素值為負(fù)的問題。 ? 后處理的方法不同，則所得到的效果也就不同。 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 單方向銳化的后處理 方法 1： 整體加一個(gè)正整數(shù) ，以保證所有的像 素值均為正。 ? 這樣做的結(jié)果是：可以獲得 類似浮雕 的效果。 20 20 2 0 20 20 20 17 7 0 20 20 14 7 7 20 20 21 32 25 20 20 2 0 20 2 0 20 0 0 0 0 0 0 3 13 20 0 0 6 13 13 0 0 1 12 5 0 0 0 0 0 0 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 水平浮雕效果 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 垂直浮雕效果 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 單方向銳化的后處理 方法 2：將所有的像素值 取絕對值 。 ? 這樣做的結(jié)果是，可以獲得對 邊緣 的有方向提取。 0 0 0 0 0 0 3 13 20 0 0 6 13 13 0 0 1 12 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 13 20 0 0 6 13 13 0 0 1 12 5 0 0 0 0 0 0 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 水平邊緣的提取效果 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 垂直邊緣的提取效果 課題三 圖像處理的相關(guān)技術(shù)之圖像銳化技術(shù) 無方向一階銳化 —— 問題的提出 ? 前面的銳化處理結(jié)果對于人工設(shè)計(jì)制造的具有矩形特