圖像處理第二章ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 02:04 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。將 3D客觀場(chǎng)景投影到 2D圖像平面幾何透視變換（成像變換）成像過程三個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)： 世界坐標(biāo)系統(tǒng) XYZ 攝像機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng) xyz 圖像平面 xy 從 XYZ到 xyz，從 xyz到 xy 成像變換三個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)XYZ 與 xyz 重合0x,Xy,Yz,Z圖像平面(x,y)空間點(diǎn)(X,Y,Z)鏡頭中心 成像變換透視變換0x,Xy,Yz,Z圖像平面(x,y)空間點(diǎn)(X,Y,Z)(0,0,)鏡頭中心假設(shè) Z 成像變換透視變換 3D點(diǎn)投影后的圖像平面坐標(biāo)非線性投影等式（分母含變量 Z）齊次坐標(biāo)是將一個(gè)原本是 n維的向量用一個(gè) n+1維向量來(lái)表示。 在空間直角坐標(biāo)系中，任意一點(diǎn)可用一個(gè)三維坐標(biāo)矩陣 [xyz]表示。如果將該點(diǎn)用一個(gè)四維坐標(biāo)的矩陣 [KxKyKzK]表示時(shí)，則稱為齊次坐標(biāo)表示方法。在齊次坐標(biāo)中，最后一維坐標(biāo) K稱為比例因子。 成像變換 成像變換 齊次坐標(biāo) 可用來(lái)將前述非線性（分母中含變量 Z）等式表示成線性矩陣形式笛卡爾坐標(biāo)： 齊次坐標(biāo)： k 為任意非零常數(shù)齊次坐標(biāo) ? 笛卡爾坐標(biāo)：用第 4個(gè)坐標(biāo)量去除前 3個(gè)坐標(biāo)量 成像變換齊次坐標(biāo) ：0x,Xy,Yz,Z圖像平面(x,y)空間點(diǎn)(X,Y,Z)鏡頭中心透視變換矩陣 成像變換齊次坐標(biāo)用第 4項(xiàng)分別去除前 3個(gè)項(xiàng) 成像變換逆投影變換 將一個(gè)圖像點(diǎn)反過來(lái)映射回 3－ D空間Z=0,圖像平面上一點(diǎn)對(duì)應(yīng)連線上所有共線 3－ D點(diǎn)的集合 成像變換逆投影變換 要將 1個(gè) 3D點(diǎn)的坐標(biāo)從它的圖像中完全恢復(fù)過來(lái)， 需要對(duì)產(chǎn)生圖像點(diǎn)的 3D空間點(diǎn)有一些先驗(yàn)知識(shí)（如知道它的 Z坐標(biāo)） 采樣和量化圖像 ? 數(shù)字圖像 圖像在空間上的離散化過程叫做空間采樣 取樣點(diǎn)灰度值的離散化過程叫做量化均勻采樣和量化非均勻采樣和量化 ? 均勻量化：把原圖像灰度層次從最暗至最亮均勻分成有限個(gè)層次，稱為均勻量化。? 非均勻量化：把原圖像灰度層次從最暗至最亮不均勻分成有限個(gè)層次，稱為非均勻量化。 采樣和量化通常意義下的圖像是光強(qiáng)度分布，是空間坐標(biāo) x， y， z的函數(shù)，如f (x,y,z)； f (x,y,z,λ)。f (x,y,z,λ,t)對(duì) 模 擬圖 像來(lái) 說(shuō) ， f (.)是一個(gè)非零的 連續(xù)函數(shù)，并且是有限度的，即0≤f (x,y,z,λ,t)≤∞連續(xù)性含義：1.空間位置延續(xù)的連續(xù)性2.每一位置上光強(qiáng)度變化的連續(xù)性。最少取樣點(diǎn)數(shù)：滿足約束條件，由這些樣點(diǎn)，采用某種方法能夠完全重建原圖像。 均勻采樣和量化0 tf(t)理想采樣器f(n)0圖像的采樣 是將在空間上連續(xù)的圖像轉(zhuǎn)換成離散的采樣點(diǎn)（即象素）集的操作，即把一幅連續(xù)圖像在空間上分成 MN個(gè)網(wǎng)格，每一個(gè)網(wǎng)格對(duì)應(yīng)一個(gè)象素點(diǎn)，用一個(gè)亮度值來(lái)表示。n 均勻采樣和量化 數(shù)字圖像圖像（水平）尺寸 M： M=2m圖像（垂直）尺寸 N： N =2n象素灰度級(jí)數(shù) G(kbit)： G=2k圖像所需的位數(shù) b： b =M N k =N 2k 均勻采樣和量化數(shù)字圖像 b= MN k= N 2 k 存儲(chǔ) 1幅 3232， 16個(gè)灰度級(jí)的圖需要 4096bit存儲(chǔ) 1幅 128128， 64個(gè)灰度級(jí)的圖需要 98304bit存儲(chǔ) 1幅 512512， 256個(gè)灰度級(jí)的圖需要 2097152bit（一） 概念 1.圖像分辨率：區(qū)分細(xì)節(jié)的程度； 2.影響因素：采樣點(diǎn)數(shù)（ M， N）和灰度級(jí)數(shù) G。（二）空間分辨率 1.采樣點(diǎn)數(shù) M， N↑（采樣間隔 Δx， Δy↓） →空間分辨率 ↑；2.G不變， M、 N↓，圖像中各細(xì)節(jié)區(qū)域邊緣出現(xiàn) “棋盤 馬賽克 ”效應(yīng)，即象素粒子變粗。 均勻采樣和量化（三） 幅度分辨率 1.G↑→ 圖像幅度分辨率 ↑； 2.M、 N不變， G↓→ 灰度漸變變成突變，出現(xiàn)虛假輪廓（有木刻畫效果） 均勻采樣和量化（四） M、 N及 G的實(shí)際取值 1.M=2m， N＝ 2n， G＝ 2k,(m,n,k≥1)2.實(shí)際中： N＝ M＝ 2n＝ 256， 512， 1024， ……G＝ 2k＝ 32， 64， 128， 1
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