[理學(xué)]數(shù)字圖像處理大綱總結(jié)(編輯修改稿)
2025-04-19 02:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 然彩色圖像或同一景物的多光譜圖像，通過(guò)映射函數(shù)變換成新的三基色分量，彩色合成使感興趣目標(biāo)呈現(xiàn)出與原圖像中不同的、奇異的彩色。假彩色增強(qiáng)目的：（1）使感興趣的目標(biāo)呈現(xiàn)奇異的彩色或置于奇特的彩色環(huán)境中，從而更引人注目；（2）一是使景物呈現(xiàn)出與人眼色覺(jué)相匹配的顏色，以提高對(duì)目標(biāo)的分辨力。 第五章：圖像的幾何變換★圖像的幾何變換：圖像的幾何變換包括了圖像的形狀變換和圖像的位置變換。圖像的幾何變換不改變像素的值，只改變像素的位置。圖像的形狀變換：圖像的放大、縮小與錯(cuò)切。通常在目標(biāo)物識(shí)別中使用。圖像的位置變換：圖像的平移、鏡像與旋轉(zhuǎn)。主要是用于目標(biāo)識(shí)別中的目標(biāo)配準(zhǔn)。圖像的仿射變換：采用通用的數(shù)學(xué)影射變換公式，來(lái)表示以上給出的幾何變換 （不同幾何變換對(duì)應(yīng)著不同的變換矩陣）圖像旋轉(zhuǎn)時(shí)的問(wèn)題： （1）需要前期處理：擴(kuò)大畫(huà)布，取整處理，平移處理 。（2）旋轉(zhuǎn)變換公式：（3）利用行插值（列插值）方法，填補(bǔ)旋轉(zhuǎn)后圖片出現(xiàn)的像素空洞 圖像的幾何校正（P 106）：意義：圖像在獲取過(guò)程中，由于成像系統(tǒng)本身具有非線(xiàn)性、拍攝角度等因素的影響，會(huì)使獲得的圖像產(chǎn)生幾何失真。（有規(guī)律的、能預(yù)測(cè)的失真稱(chēng)系統(tǒng)失真；隨機(jī)的失真稱(chēng)非系統(tǒng)失真）步驟：（1）先建立幾何校正的數(shù)學(xué)模型；（2）利用已知條件確定模型參數(shù)；（3）根據(jù)模型對(duì)圖像進(jìn)行幾何校正，幾何校正通常分兩步：① 圖像空間坐標(biāo)變換；② 確定各像素的灰度值（灰度內(nèi)插）圖像空間坐標(biāo)變換（P 106）：以一幅圖像為基準(zhǔn)，利用同名點(diǎn)之間的函數(shù)映射關(guān)系，去校正另一幅幾何失真圖像（參考點(diǎn)校正法）有直接法和間接法，由于間接法內(nèi)插灰度容易，所以一般采用間接法進(jìn)行幾何糾正★像素灰度內(nèi)插方法（P 108）：（1）最近鄰元法：在待求點(diǎn)的四鄰像素中，將距離這點(diǎn)最近的相鄰像素灰度賦給該待求點(diǎn) 特點(diǎn)：① 方法最簡(jiǎn)單，效果尚佳② 校正后的圖像有明顯鋸齒狀，即存在灰度不連續(xù)性（2）★雙線(xiàn)性?xún)?nèi)插法：利用待求點(diǎn)四個(gè)鄰像素的灰度在兩個(gè)方向上作線(xiàn)性?xún)?nèi)插。 特點(diǎn)：① 比最近鄰元法復(fù)雜，計(jì)算量大② 沒(méi)有灰度不連續(xù)性的缺點(diǎn)，結(jié)果令人滿(mǎn)意③ 具有低通濾波性質(zhì)，使高頻分量受損，圖像輪廓有一定模糊（3）三次內(nèi)插法：利用三次多項(xiàng)式S（x）來(lái)逼近理論上的最佳插值函數(shù)sin（x）/ x 特點(diǎn)：該算法計(jì)算量最大，但內(nèi)插效果最好，精度最高。 第六章 圖像編碼與壓縮★圖像壓縮的目的和意義 數(shù)據(jù)壓縮的研究?jī)?nèi)容：數(shù)據(jù)的表示、傳輸、變換和編碼方法數(shù)據(jù)壓縮的目的：減少存儲(chǔ)數(shù)據(jù)所需的空間和傳輸所用的時(shí)間數(shù)據(jù)壓縮的意義：在現(xiàn)代通信中，圖像傳輸已成為重要內(nèi)容之一。采用編碼壓縮技術(shù)，減少傳輸數(shù)據(jù)量，是提高通信速度的重要手段。數(shù)據(jù)壓縮的思想：從信息論觀(guān)點(diǎn)看，描述圖像信源的數(shù)據(jù)由有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)兩部分組成。 如果能減少或消除其中的1種或多種冗余，就能取得數(shù)據(jù)壓縮的效果★圖像編碼壓縮的分類(lèi)根據(jù)解壓重建后的圖像和原始圖像之間是否具有誤差（1）無(wú)誤差（亦稱(chēng)無(wú)失真、無(wú)損、信息保持）編碼：霍夫曼編碼、行程編碼、算術(shù)編碼（2）有誤差（有失真、有損）編碼：預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、其他編碼 根據(jù)編碼作用域劃分（1）空間域編碼（2）變換域編碼 ★圖像冗余度和編碼效率（圖像壓縮評(píng)價(jià)方法）（P 117） 三種數(shù)據(jù)冗余：編碼冗余；像素冗余；視覺(jué)心理冗余冗余度原理：若對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)的信息進(jìn)行無(wú)失真圖像編碼，壓縮后平均碼長(zhǎng)存在一個(gè)下限，這個(gè)下限是圖像信息熵H。理論上最佳信息保持編碼的平均碼長(zhǎng)B可以無(wú)限接近圖像信息熵H。但總是大于或等于圖像的熵H?！锶哂喽?= 平均碼長(zhǎng) / 熵 1★編碼效率 = 熵 / 平均碼長(zhǎng)★霍夫曼（Huffman）編碼的特點(diǎn)和步驟（P 118）：思想：在信源數(shù)據(jù)中出現(xiàn)概率越大的符號(hào)（灰度值），編碼以后相應(yīng)的碼長(zhǎng)越短步驟：（1）把輸入符號(hào)按出現(xiàn)的概率從大到小排列起來(lái),接著把概率最小的兩個(gè)符號(hào)的概率求和；（2）把它（概率之和）同其余符號(hào)概率由大到小排序,然后把兩個(gè)最小概率求和；（3）重復(fù)（2）,直到最后只剩下兩個(gè)概率為止（4）在上述工作完畢之后，從最后兩個(gè)概率開(kāi)始逐步向前進(jìn)行編碼。對(duì)于概率大的消息賦予0，小的賦予1。特點(diǎn)：（1）編碼是唯一可譯碼。短的碼不會(huì)成為更長(zhǎng)碼的啟始部分；（2）編碼的平均碼長(zhǎng)接近于熵；編碼效率略高于費(fèi)諾仙儂FanoShannon編碼。算術(shù)編碼的特點(diǎn)：（1）碼字本身定義一個(gè)介于0和1之間的實(shí)數(shù)區(qū)間，該區(qū)間中的任何一個(gè)實(shí)數(shù)就代表要編碼的消息序列。（2）信源符號(hào)與碼字之間不存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。一個(gè)碼字不是賦給某個(gè)信源符號(hào)，而是賦給整個(gè)消息序列。（3）當(dāng)消息中的符號(hào)數(shù)目增加時(shí)，用于描述消息的間隔變得更小，而表示間隔所需要的信
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