【正文】 這些轉(zhuǎn)換方法就是本章要著重介紹和討論的圖象變換技術(shù) 變換是雙向的，或者說(shuō)需要雙向的變換。)； (3) 借助 f (g ????第 114頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 第 4章 空域增強(qiáng)技術(shù) 空域技術(shù)分類 象素間運(yùn)算 直接灰度映射 直方圖變換 線性濾波 非線性濾波 局部增強(qiáng) 第 115頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象增強(qiáng) 目標(biāo) ： 改善圖象質(zhì)量 /改善視覺(jué)效果 標(biāo)準(zhǔn) ： 相當(dāng)主觀，因人而異 沒(méi)有完全通用的標(biāo)準(zhǔn) 可以有一些相對(duì)一致的準(zhǔn)則 技術(shù)： “好”， “ 有用”的含義不相同 具體增強(qiáng)技術(shù)也可以大不相同 第 4章 空域增強(qiáng)技術(shù) 第 116頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 空域技術(shù)分類 空域： 指由象素組成的空間 空域增強(qiáng)： 點(diǎn)操作 ： 灰度點(diǎn)操作 幾何操作 )],([ ),( H yxfEyxg ?)],([),( yxfPyxg xy?),(),( yxMy39。()( AgAgBgixEg ????)()]()()[39。( )x 39。x , y( )f( a ) ( b )第 113頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 雙線性插值 利用 (x39。x , y( )f后向映射x , yx 39。x , y( )f( a ) ( b )第 112頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 后向映射 實(shí)際失真圖中四個(gè)象素之間的位置對(duì)應(yīng)不失真圖的某個(gè)象素，則先根據(jù)插值算法計(jì)算出該位置的灰度，再將其映射給不失真圖的對(duì)應(yīng)象素 灰度插值 前向映射x , yx 39。x , y( )f后向映射x , yx 39。x , y( )f第 111頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 前向映射 一個(gè)失真圖的象素映射到不失真圖的四個(gè)象素之間 最后灰度是由許多失真圖象素的貢獻(xiàn)之和決定 灰度插值 前向映射x , yx 39。 ) 點(diǎn)的灰度值賦給 原圖 (x, y)處象素 灰度插值 空間變換灰度賦值x , yx 39。 )值可能不是整數(shù) 最近鄰插值 也常稱為零階插值 將離 (x39。 ????g(x39。 ) 線性失真 （非線性）二次失真 空間變換 ),( yxsx39。 e = –1，將反轉(zhuǎn)朝向，即變換矩陣相當(dāng)于一個(gè)鏡像與一個(gè)歐氏變換的組合 ???????????????????? ????????????1100c o ss i ns i nc o s139。?v???????????????1000100010001000ZYXT第 90頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象坐標(biāo)變換 旋轉(zhuǎn)變換（繞 X軸， Y軸， Z軸） ????????????????10000c o ssi n00si nc o s00001?????R?????????????? ??10000c o s0si n00100si n0c o s?????R????????????????1000010000c o ssi n00si nc o s?????R第 91頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 坐標(biāo)變換討論 變換級(jí)連 對(duì)一個(gè)坐標(biāo)為 v 的點(diǎn)的平移、放縮、繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)變換可表示為： 用單個(gè)變換矩陣的方法可對(duì)點(diǎn)矩陣 v 變換 這些矩陣的運(yùn)算次序一般不可互換 ? ? AvTvSRv ?? )( ?39。? ?T1ZYX?v? ? T1 39。 ?????????????????????????????????????????????????1 1000100010001139。XXX39。IB???第 61頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 光度學(xué) 照度 （ illumination） 一個(gè)被光線照射的表面上的照度定義為照射在單位面積上的光通量 。 立體角的單位是球面度 ， 記為 sr。 f di ≈ f 景深與焦距的平方成反比 結(jié)果是小的焦距導(dǎo)致大的景深 22of2 fdDnZ ?第 54頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 景深 特殊情況 ?復(fù)制： 目標(biāo) 圖象尺寸為 1 : 1， do ≈ di ≈ 2f 景深現(xiàn)在不依賴于焦距，且與可允許的不清晰半徑 D有相同的量級(jí) 只有很小的一個(gè)目標(biāo)區(qū)可清晰成象 DnZ f4?第 55頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 景深 特殊情況 ?顯微成象： 目標(biāo)近，焦距小， do ≈ f ， di 187。X ?? ??)( Zy39。x39。kx39。 第 15頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象工程文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分類 中國(guó)圖象工程綜述 （ 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào) , 5月期 ） 文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分類 共統(tǒng)計(jì) 15種刊物 已進(jìn)行 10年（ 19962022） 涉及到 18819篇論文 選取了 4032篇論文 第 16頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象工程文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分類 圖象工程期刊 （ 1） [CT]： 《 CT理論與應(yīng)用研究》 （ 2） [CX]： 《 測(cè)繪學(xué)報(bào)》 （ 3） [DC]： 《 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)》 （ 4） [DK]： 《 電子科學(xué)學(xué)刊》 （ 5） [DX]： 《 電子學(xué)報(bào)》 （ 6） [JX]： 《 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)》 （ 7） [MR]： 《 模式識(shí)別與人工智能》 （ 8） [SC]： 《 數(shù)據(jù)采集與處理》 （ 9） [TX]： 《 通信學(xué)報(bào)》 （ 10） [XC]： 《 信號(hào)處理》 （ 11） [YX]： 《 遙感學(xué)報(bào)》 （ 12） [ZS]： 《 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)》 （ 13） [Zti]：《 中國(guó)體視學(xué)和圖象分析》 （ 14） [Ztu]：《 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào)》 （ 15） [ZX]： 《 自動(dòng)化學(xué)報(bào)》 第 17頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象工程文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分類 第 18頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象工程文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分類 第 19頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象處理系統(tǒng) 系統(tǒng)構(gòu)成框圖 圖象采集 圖象顯示打印 圖象存儲(chǔ) 圖象處理 第 20頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 系統(tǒng)構(gòu)成框圖 第 21頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象采集 圖象采集 裝置 為采集數(shù)字圖象，需要兩種裝置（器件）： (1) 對(duì)某個(gè)電磁能量譜波段（如 X射線、紫 外線、可見(jiàn)光、紅外線等）敏感的物 理器件，它能產(chǎn)生與所接受到的電磁 能量成正比的（模擬）電信號(hào)； (2) 數(shù)字化器，它能將上述（模擬）電信 號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字（離散）的形式。 第 22頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象顯示打印 圖象顯示 圖象處理的結(jié)果多是供觀察的 圖象數(shù)據(jù) ? 亮度模式顯示 顯示設(shè)備 電視顯示器，液晶顯示器 陰極射線管（ CRT) 打印設(shè)備 轉(zhuǎn)換到幻燈片、照片或透明膠片上 第 23頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象顯示打印 半調(diào) （ halptone） 輸出 多數(shù)打印設(shè)備僅能直接顯示輸出二值圖 半調(diào)技術(shù)：利用人眼的集成特性，通過(guò)控制二值點(diǎn)模式的形式（包括數(shù)量，尺寸，形狀等）來(lái)獲得視覺(jué)上不同的灰度感覺(jué) 一種將灰度圖象轉(zhuǎn)化為二值圖 象 的技術(shù) 輸出二值圖 象 ，看到灰度圖象 第 24頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象顯示打印 幅度調(diào)制（ AM） 通過(guò)調(diào)整輸出黑點(diǎn)的尺寸來(lái)顯示不同的灰度 例如，早期報(bào)紙上的圖片 在每個(gè)空間位置打印一個(gè)其尺寸反比于該處灰度的黑圓點(diǎn) 二值點(diǎn)是規(guī)則的排成網(wǎng)格的點(diǎn) 點(diǎn)的形狀并不是決定性的因素 第 25頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象顯示打印 頻率調(diào)制（ FM） 輸出黑點(diǎn)的尺寸是固定的 其在空間的分布（點(diǎn)間的間隔或一定區(qū)域內(nèi)點(diǎn)出現(xiàn)的頻率）取決于所需表示的灰度 缺點(diǎn)：點(diǎn)增益（打印單元尺寸相對(duì)于原始 單元 尺寸的增加量）增加導(dǎo)致打印圖灰度范圍的減少或壓縮 第 26頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象顯示打印 調(diào)制模板 每個(gè)輸出單元內(nèi)包含若干個(gè)基本二值點(diǎn) 每個(gè)模板對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出單元 2 ? 2 ? 5 種灰度第 27頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象顯示打印 調(diào)制模板 3 ? 3 ? 10 種灰度第 28頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象顯示打印 抖動(dòng)（ dithering） 輸出技術(shù) 利用 隨機(jī)變化 2(6b) 2(5b) f (x, y) + 02(5b) 2(6b)半調(diào)技術(shù) 犧牲圖象的空間點(diǎn)數(shù)而增加圖 象的灰度級(jí)數(shù) 要保持細(xì)節(jié)，灰度級(jí)數(shù)就有限 第 29頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象存儲(chǔ) 圖象存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)量度單位 比特 （ bit）， 字節(jié) （ byte = 8 bit） 千字節(jié)（ K byte） 兆（ 10 6）字節(jié)（ M byte） 吉（ 10 9）字節(jié)（ G byte） 太（ 10 12）字節(jié)（ T byte）第 30頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象存儲(chǔ) 圖象存儲(chǔ)器 (1) 處理過(guò)程中使用的快速存儲(chǔ)器 計(jì)算機(jī)內(nèi)存，幀緩存 (2) 較快重新調(diào)用的在線或聯(lián)機(jī)存儲(chǔ)器 磁盤，磁光盤 (3) 不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)庫(kù)（檔案庫(kù)）存儲(chǔ)器 磁帶，光盤，光盤塔 第 31頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象存儲(chǔ) 格式（表示格式和文件格式） (1) 矢量 格式 用線段或線段的組合體來(lái)表示圖象 (2) 光柵 格式 用許多圖象點(diǎn)的集合來(lái)表示圖象 BMP格式， GIF格式， TIFF格式， JPEG 格式第 32頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 圖象處理 圖象處理 對(duì)圖象的增強(qiáng)以改善圖 象 視覺(jué)質(zhì)量 對(duì)退化圖 象 的恢復(fù)以消除各種干擾的影響 根據(jù)對(duì)場(chǎng)景的多個(gè)投影來(lái)重建場(chǎng)景的圖 象 對(duì)圖 象 進(jìn)行編碼以減少表達(dá)圖 象 的數(shù)據(jù)量，從而有利于存儲(chǔ)和傳輸 給圖 象 加入數(shù)字水印以保護(hù)圖 象 的所有權(quán) 第 33頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 課 程 介 紹? 授課進(jìn)度 和 安排 小測(cè)驗(yàn) 小測(cè)驗(yàn) 第 34頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 課 程 介 紹? 總結(jié)和復(fù)習(xí) 1. 各節(jié)小結(jié)和文獻(xiàn)介紹 每節(jié)主要內(nèi)容的概況 進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)的參考（近 200篇文獻(xiàn)） 2. 思考題和練習(xí)題 共 260個(gè)，對(duì)其中 137個(gè)提供了參考答案 第 35頁(yè) 第 1講 章毓晉 (THEEIE) 第 2章 圖象采集 視覺(jué)過(guò)程 成象