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1、第二章图像处理基本知识本讲稿第一页，共五十五页n2.1 视觉感知n2.2 图像的噪声分析n2.3 图像的质量评价n2.4 图像的采样与量化(数字化)n2.5 像素之间的关系本讲稿第二页，共五十五页2.1视觉感知视觉感知n2.1.1 视觉原理视觉原理n2.1.2 亮度适应和区分亮度适应和区分n2.1.3 成像模型成像模型n2.1.4 颜色视觉颜色视觉本讲稿第三页，共五十五页2.1视觉感知视觉感知2.1.1视觉原理 例：距离例：距离100100米米 高高1515米米 图像大小图像大小2.552.55毫米毫米本讲稿第四页，共五十五页杆状体：杆状体：750075001500015000万，几个柱细胞联

2、到同一个神经末梢，分辨率低，万，几个柱细胞联到同一个神经末梢，分辨率低，提供视野的整体视象，不感受颜色对低照度敏感。提供视野的整体视象，不感受颜色对低照度敏感。夜视觉夜视觉2.1.1视觉原理成像过程：成像过程：晶晶体体聚聚焦焦；视视网网膜膜成成像像；视视网网膜膜图图像像反反映映到到中中央央凹凹；由由光光接接收收器器的的相相对对刺刺激激作作用用产产生生感感觉觉，把把辐辐射射来来的的能能量量变变为为电电脉脉冲；人脑判断。冲；人脑判断。反映聚 焦 到视 网 膜中央凹图 像电脉冲人脑判读光接收器：光接收器：锥锥状状体体：600600700700万万。对对颜颜色色敏敏感感。充充分分识识别别图图像像细细节

3、节，每每个个细细胞胞接接一一个个神经末端，又叫适亮视觉（神经末端，又叫适亮视觉（photopic visionphotopic vision）、白昼视觉）、白昼视觉本讲稿第五页，共五十五页2.1.2 亮度适应和区分亮度适应和区分 1.可见光范围：电磁辐射可见光范围：电磁辐射 刺激视觉刺激视觉 人眼可见区域：人眼可见区域：380780nm380nm780nm2.人人眼眼识识别别光光的的强强度度范范围围：由由夜夜视视阈阈值值到到强闪光之间强闪光之间11010级级本讲稿第六页，共五十五页I光分布，光分布，V相对光强度效率函数。相对光强度效率函数。亮度：（感觉到光强度）与环境有关。亮度：（感觉到光强度

4、）与环境有关。3.亮度适应现象：人眼利用改变其整个灵敏度来适应不同的亮度范围。4.亮度适应级：视觉系统的当前灵敏度级本讲稿第七页，共五十五页5.5.马马赫赫带带效效应应（machmach）：基基于于视视觉觉系系统统有有趋趋于于过过高高或或过过低低估估计计不不同同亮亮度度区区域边界值的现象域边界值的现象2.1.2 亮度适应和区分 灰阶 距离 马赫带效应本讲稿第八页，共五十五页2.1.2 亮度适应和区分6.同同时时对对比比度度效效应应：基基于于人人眼眼对对某某个个区区域域感感觉觉到到的的亮亮度度并并不不仅仅仅仅依依赖赖于于它它的的强度强度同时对比度效应本讲稿第九页，共五十五页1.1.图像的数学模型

5、：图像的数学模型：2.1.3 成像模型成像模型 irradiation reflection 黑天鹅绒黑天鹅绒0.010.01，不锈钢，不锈钢0.650.65，白色墙，白色墙0.800.80，镀银的器皿，镀银的器皿 0.90 0.90，白雪，白雪0.980.98。静止、平面、单色图像表示为静止、平面、单色图像表示为一般图像可表示为一般图像可表示为本讲稿第十页，共五十五页2.黑白视觉模型黑白视觉模型 输入输入光学系统输出输出MTF:光学系统的调制传输函数光学系统的调制传输函数本讲稿第十一页，共五十五页实验表明：人的视觉系统的实验表明：人的视觉系统的MTFMTF是非线性和各向异性的（即旋转可变性）

6、是非线性和各向异性的（即旋转可变性），眼睛对光强度的非线性响应呈对数型。，眼睛对光强度的非线性响应呈对数型。光接收器对数线性系统黑白视觉对数模型神经信号视视觉觉系系统统的的MTF：亮亮暗暗在在空空间间上上作作正正弦弦变变化化，条条纹纹图图案案的的物物理理对对比比度度和和感觉对比度感觉对比度之比之比随空间频率变化而变化的曲线随空间频率变化而变化的曲线本讲稿第十二页，共五十五页光感受器对不同波长有不同灵敏度H1低通线性系统:代表眼睛的光学性能H2一般黑白非线性网络:代表杆状或锥状视细胞非线性强度响应H3代表侧抑制过程的具有带通性能的线性系统H4具有时间滤波效应的线性系统光感受器线性系统H1非线性系

7、H2统线性系统H3线性系统H4黑白视觉扩展模型黑白视觉扩展模型输出本讲稿第十三页，共五十五页颜色，无彩色，彩色颜色，无彩色，彩色彩色视觉模型彩色视觉模型 RGB HSI 1、R,G,B彩色空间彩色空间:面向硬件设备的彩色模型面向硬件设备的彩色模型 三基色原理：三基色指可以用来调配出其它颜色的三基色原理：三基色指可以用来调配出其它颜色的红红、绿绿、蓝蓝三种颜色。三种颜色。在在R，G，B彩色空间中，任意彩色图像可由彩色空间中，任意彩色图像可由红红、绿绿、蓝蓝三基色图像叠加而成。三基色图像叠加而成。R(x,y)+G(x,y)+B(x,y)2.1.4 2.1.4 颜色视觉颜色视觉 本讲稿第十四页，共五

8、十五页线性系统绿色视谱感受器彩色视觉扩展模型线性系统黄绿视谱感受器蓝色视谱感受器神经信号线性系统线性系统非线性系统非线性系统非线性系统线性系统线性系统本讲稿第十五页，共五十五页2、H、S、I:(面向彩色处理的最常用模型面向彩色处理的最常用模型)区分颜色常用的区分颜色常用的3种基本特性量：亮度、色调、饱和度。种基本特性量：亮度、色调、饱和度。Intensity，Hue，Saturation亮度：亮度：与物体的反射率成正比与物体的反射率成正比色调：色调：与混合光谱中主要光波长相联系与混合光谱中主要光波长相联系饱和度：饱和度：与一定色调的纯度有关与一定色调的纯度有关色调和饱和度合起来称为色调和饱和度

9、合起来称为色度色度。颜色可用。颜色可用亮度亮度和和色度色度共同表示。共同表示。光的三基色，颜料的三基色光的三基色，颜料的三基色本讲稿第十六页，共五十五页2.2 图像的噪声分析图像的噪声分析n外部噪声：系统外部干扰从电磁波或经电源串进系统内部而引起的噪声 如无线电、电气设备 内部噪声：散粒噪声：由光和电的基本性质引起的噪声。热 噪 声：光量密度随时间变化所形成的光量子噪声。抖动噪声：电器的机械运动产生的噪声。元器件材料本身引起的噪声 系统内部电路设备所引起的噪声：交流、嵌位电路引起 的噪声。l噪声：妨碍人们感觉器官对所接受的信源信息理解的因素噪声：妨碍人们感觉器官对所接受的信源信息理解的因素 不

10、可预测，只能用概率统计方法来认识的随机误差不可预测，只能用概率统计方法来认识的随机误差本讲稿第十七页，共五十五页n噪声与信号的关系噪声与信号的关系：a）加性噪声）加性噪声 b）乘性噪声）乘性噪声l噪声从统计特性上分：噪声从统计特性上分：a)平稳统计特性不随时间变化平稳统计特性不随时间变化 b)非平稳统计特性随时间变化非平稳统计特性随时间变化 l噪声从幅度分布上分：噪声从幅度分布上分：Gauss分布、瑞利分布、负指数分布、分布、瑞利分布、负指数分布、分布、分布、K分布分布l噪声按频谱形状分：噪声按频谱形状分：a）频谱均匀的称白噪声）频谱均匀的称白噪声 b）频谱与）频谱与f成反比称成反比称1/f噪

11、声，三角噪声噪声，三角噪声 （与（与f2成正比成正比）本讲稿第十八页，共五十五页n图像系统噪声的特点：图像系统噪声的特点：la）噪声的扫描变换）噪声的扫描变换 L扫描点数，扫描点数，水平方向的功率密度分布，水平方向的功率密度分布，垂直方向的功率密度分布垂直方向的功率密度分布 l b)噪声与图像的相关性，与摄像设备不同有关噪声与图像的相关性，与摄像设备不同有关l c）噪声叠加性，同类噪声可进行功率相加，）噪声叠加性，同类噪声可进行功率相加，SNR下降下降二维噪声扫描传输二维噪声二维噪声扫描传输二维噪声本讲稿第十九页，共五十五页2.3 图像质量评价图像质量评价2.3.1 图像的主观图像的主观评价评

12、价2.3.2 黑白离散图像的逼真度量度黑白离散图像的逼真度量度 本讲稿第二十页，共五十五页图像质量评价的研究是图像信息工程的基本技术之一。图像质量评价的研究是图像信息工程的基本技术之一。光电变换光电变换传输传输处理处理记录记录其他变换其他变换2.3.1 图像的主观图像的主观评价评价图像增强：图像增强：就是为了改善图像的主观视觉显示质量就是为了改善图像的主观视觉显示质量 图像复原：图像复原：是用于补偿图像的降质，使复原后的图像接近原像是用于补偿图像的降质，使复原后的图像接近原像 图像编码技术图像编码技术:在保持被编码图像一定质量的前提下，以尽量少在保持被编码图像一定质量的前提下，以尽量少 的码字

13、来表示图像，以便节省信道和储存器容量的码字来表示图像，以便节省信道和储存器容量本讲稿第二十一页，共五十五页 基本概念基本概念n图像逼真度：图像逼真度：fidelity描述被评价图像与标准图 像的偏离程度n图像可懂度图像可懂度：intelligibility表示图像能向人或 机器提供信息的能力本讲稿第二十二页，共五十五页信息源发送环境AS变换系统传输处理系统逆变换系统信源收信环境BRTLD图像通信和图像质量关系模型图图像通信和图像质量关系模型图本讲稿第二十三页，共五十五页2.3.1 图像的主观图像的主观评价评价 n外行外行代表平均观察者感觉得图像质量代表平均观察者感觉得图像质量n内行内行可对图像

14、质量提出较好的临界判断可对图像质量提出较好的临界判断n主观评价的方式主观评价的方式：绝对评价；相对评价：绝对评价；相对评价n绝绝对对评评价价让让观观察察者者观观看看一一幅幅图图像像，按按照照预预先先规规定定的的评评定定标标准准判判断断图图像像质质量。有时配备一套标准参考图像，以便评定时进行主观校准。量。有时配备一套标准参考图像，以便评定时进行主观校准。“全优度尺度全优度尺度”：非常好图像非常好图像 5 5分分 好图像好图像 4 4分分 中等图像中等图像 3 3分分 差图像差图像 2 2分分 非常差图像非常差图像 1 1分分本讲稿第二十四页，共五十五页相对评价相对评价请观察者评定一套图像，比较某

15、一特定图请观察者评定一套图像，比较某一特定图 组中组中图像的优劣。图像的优劣。图像从好到坏分类、比较。图像从好到坏分类、比较。“群优度尺度群优度尺度”：最好、稍好：最好、稍好.一批中最好的图像 7分比该批的平均水平好的图像 6分稍好于该批的平均水平图像 5分该批平均水平的图像 4分稍次于该批的平均水平图像 3分比该批的平均水平差的图像 2分一批中最差的图像 1分分本讲稿第二十五页，共五十五页平均分数 分 数妨碍尺度质量尺度 5分 4分 3分 2分 1分丝毫看不出图像质量变坏能看出图像质量变化但不妨碍观看清楚地看出图像质量变坏对观看稍有妨碍对观看有妨碍非常严重地妨碍观看 非常好 好 一般 差 非

16、常差妨碍尺度：妨碍尺度：1 1、感觉不出。、感觉不出。2 2、刚有察觉。、刚有察觉。3 3、明确察觉但图像仅稍受损。、明确察觉但图像仅稍受损。4 4、图像受损，但无害。、图像受损，但无害。5 5、有些受害。有些受害。6 6、受害明显。、受害明显。7 7、差、差本讲稿第二十六页，共五十五页电视图像：电视图像：杂波、回波、清晰度、对比度、亮度、观测者类型、杂波、回波、清晰度、对比度、亮度、观测者类型、试验图像类型、观测条件等。试验图像类型、观测条件等。l我国：线性数学模型我国：线性数学模型不同失真的叠加规律，定量地给出主不同失真的叠加规律，定量地给出主l 观图像质量与多种失真的关系。观图像质量与多

17、种失真的关系。电视系统：通常使用电子测试波形或由摄像机摄取测试图案卡片来电视系统：通常使用电子测试波形或由摄像机摄取测试图案卡片来 观察其性能变化，以进行图像质量测试和评价观察其性能变化，以进行图像质量测试和评价本讲稿第二十七页，共五十五页2.3.2 2.3.2 黑白离散图像的逼真度量度黑白离散图像的逼真度量度n归一化均方误差归一化均方误差NMSENMSE本讲稿第二十八页，共五十五页l峰值均方误差峰值均方误差PMSEPMSE f(j,k)-被变换的图像场，A-f(j,k)的最大值l等效信噪比等效信噪比PSNR:PSNR:本讲稿第二十九页，共五十五页2.4 2.4 2.4 2.4 图像的采样与量

18、化图像的采样与量化图像的采样与量化图像的采样与量化 2.4.1 采样采样2.4.2 量化量化2.4.3 采样与量化的关系采样与量化的关系2.4.4 二值图像二值图像2.4.5 数据储存结构数据储存结构本讲稿第三十页，共五十五页2.4 2.4 图像的采样与量化图像的采样与量化 n连续函数图像连续函数图像图像空间上采样图像空间上采样幅度上量化幅度上量化处理处理n数字图像数字图像 D/A D/A转换转换模拟显示模拟显示采样量化计算机fs(x,y)f(x,y)检测阵列1.采样：空间上的离散化2.量化：灰度上的离散化3.表达（建模，图像数字化）灰度图像的阵列表示法:连续信号（抽样、量化）数字信号本讲稿第

19、三十一页，共五十五页4.图像矩阵的特点：a）b）数字化抽样：正方形点阵、正三角形点阵、正六角形点阵正方形点阵 正三角形点阵 正六角形点阵象素象素象素象素象素象素本讲稿第三十二页，共五十五页1.采采样样:所所谓谓采采样样就就是是把把位位置置空空间间上上连连续续的的模模拟拟图图像像变变换换成成离离散散点点的的集集合合的的一种操作。一种操作。这些点称为这些点称为采样点采样点2.二维采样：先沿垂直方向采样（得到行线）二维采样：先沿垂直方向采样（得到行线），再沿水平方向采样，再沿水平方向采样3.三维采样：先沿时间采样，再垂直方向采样，再沿水平方向采样三维采样：先沿时间采样，再垂直方向采样，再沿水平方向采

20、样4.采样点对应采样所得的数字图像的像元。采样点对应采样所得的数字图像的像元。5.模拟图像模拟图像 f(x,y)=离散点阵离散点阵 f(X,Y)得到得到 M（行），（行），N（列）矩阵，（列）矩阵，M N个象素个象素6.6.采样点阵：正方形、正三角形、正六角形采样点阵：正方形、正三角形、正六角形7.7.采样定理采样定理：一一维维采采样样定定理理：惠特克卡切尼柯夫香农（whittaker-korelnikov-shannon）采样定理。当 时，则函数f（t）的傅立叶变换为0，亦即f(t)可由相隔为fc/2或更密的样本正确重构。(频谱宽度2fc，对应采样频率 2fc）2.4.1 2.4.1 2.4

21、.1 2.4.1 采样采样采样采样 (Sampling)Sampling)本讲稿第三十三页，共五十五页本讲稿第三十四页，共五十五页n二维采样定理：二维采样定理：采样频率大于图像信号最高频率的2倍采样频率：例：n奈奎斯特频率：不混叠时采样中的最低限 采样间隔x,y越小,采样图像的分辨率就越高,所占用的存储容量也越大 本讲稿第三十五页，共五十五页混叠噪声混叠噪声孔径效应：实际采样脉冲不是理想冲击函数，有一定的宽度，会产生孔径效应：实际采样脉冲不是理想冲击函数，有一定的宽度，会产生 失真失真插入噪声：由采样图像信号恢复到原图像，无理想滤波器（在插入噪声：由采样图像信号恢复到原图像，无理想滤波器（在f

22、 fc c内频内频 率特性平坦，相位特性成直线）率特性平坦，相位特性成直线）抖动噪声：采样周期为抖动噪声：采样周期为T T，但发射与接受端，但发射与接受端T T存在相位差异，称相位抖存在相位差异，称相位抖 动。动。8、采样误差、采样误差本讲稿第三十六页，共五十五页2.4.2 2.4.2 量化量化离散点阵离散点阵 i(X,Y)=数字图像数字图像 I(X,Y)Quantizationnf(x,y)采样 空间离散的像素矩阵nf(x,y)量化 对信号的幅度进行离散分层离散分层的过程n数字图像量化量化量化 所谓量化就是把亮度空间上连续的亮度变换成离散值或整数所谓量化就是把亮度空间上连续的亮度变换成离散值

23、或整数值的一种操作。值的一种操作。量化和采样量化和采样是两个不同的概念，量化是在每个采样点上进行的，是两个不同的概念，量化是在每个采样点上进行的，所以必须先采样后量化。所以必须先采样后量化。量化和采样量化和采样是图像数字化的不可或缺的两个操作，所以二者又是图像数字化的不可或缺的两个操作，所以二者又紧密相关，同时完成。紧密相关，同时完成。分层量化分层量化；量化误差；均匀量化，非均匀量化；量化误差；均匀量化，非均匀量化 本讲稿第三十七页，共五十五页1.均匀量化2.非均匀量化：la）基于视觉特性：对亮度值急剧变化部分无需过细分层，进行 粗量化；对亮度值平缓变化部分需过细分层，进行细量化。lb）基于亮

24、度分布:先计算所有可能的亮度值出现的概率分布 对概率分布大的进行细量化 对概率分布小的进行粗量化l c)非均匀量化可以减少量化误差，又能用较少的比特数实现量化 3.压扩法量化 非线性变换均匀量化本讲稿第三十八页，共五十五页M、N图像尺寸图像尺寸G-每个像素所具有的离散灰度级数（不同灰度值的个数）每个像素所具有的离散灰度级数（不同灰度值的个数）1.存一幅图像所需的位数（存一幅图像所需的位数（bit）B=MNk128128698304 （12kbyte）51251282097152 （256kbyte）2.4.3 采样与量化参数的选择 MN点采样，每点灰级G级，G=2k，占k位。本讲稿第三十九页，

25、共五十五页 2.提问：提问：总数据量总数据量MNk位二进制数据。位二进制数据。当总存贮容量一定时，当总存贮容量一定时，M、N与与k怎么分配效果才最佳？怎么分配效果才最佳？解：解：无一般方法，取决于具体图像无一般方法，取决于具体图像性质与处理的目的性质与处理的目的。对对于于缓缓变变的的图图像像，层层次次要要求求多多时时，应应该该粗粗采采样样（M M，N N小小）、细细量化量化(k k大大)，以避免假轮廓，以避免假轮廓 对于细节丰富的图像，如：当纹理细节多时对于细节丰富的图像，如：当纹理细节多时应该细采样（应该细采样（M M，N N大）、粗大）、粗量化量化(k(k小小)，以避免模糊（混叠），以避免

26、模糊（混叠）例如：例如：人头像人头像要照顾层次要照顾层次.b（频带窄平滑，采样间隔可大）。（频带窄平滑，采样间隔可大）。群众场面群众场面纹理丰富纹理丰富.（频带宽，采样间隔要小，不丢细节）（频带宽，采样间隔要小，不丢细节）本讲稿第四十页，共五十五页3.M、N和和k的关系：的关系：（1 1）图像质量一般随）图像质量一般随M M、N N和和k k的增加而增加。在极少情况下对固定的的增加而增加。在极少情况下对固定的M M、N N，减少，减少k k能改进图像质量，因为增加了图像的反差，但能改进图像质量，因为增加了图像的反差，但k k太小会出现太小会出现“假轮廓假轮廓”，k k至少为至少为6 6，目前一

27、般取为，目前一般取为8 8（2 2）对具有大量细节的图像常只需要很少的灰度级数就可较好地表示）对具有大量细节的图像常只需要很少的灰度级数就可较好地表示（3 3）k k为常数的一系列图像主观看起来可以有较大的差异为常数的一系列图像主观看起来可以有较大的差异4.非均匀采样和量化非均匀采样和量化 细节部分，分配较多的采样细节部分，分配较多的采样 灰度突变部分，可用较少的灰度级数灰度突变部分，可用较少的灰度级数本讲稿第四十一页，共五十五页图图2 21111不同采样点数对图像质量的影响不同采样点数对图像质量的影响 (a)(a)原始图像（原始图像（256256256256）;(b);(b)采样图像采样图像

28、1(128128);1(128128);（c c）采样图像）采样图像2(6464).;(d)2(6464).;(d)采样图像采样图像3(3232);3(3232);(e)(e)采样图像采样图像4(1616);(f)4(1616);(f)采样图像采样图像5(88)5(88)本讲稿第四十二页，共五十五页图图2 21212不同量化级别对图像质量的影响不同量化级别对图像质量的影响 (a)(a)原始图像（原始图像（256256色）；色）；(b)(b)量化图像量化图像1(641(64色色)；(c)(c)量化图像量化图像2(322(32色色)；(d)(d)量化图像量化图像3(163(16色）；色）；(e (

29、e）量化图像）量化图像4(44(4色）；色）；(f)(f)量化图像量化图像5(25(2色）色）本讲稿第四十三页，共五十五页图图2 21313图像空间分辨率和幅度分辨率同时变化产生的效果图像空间分辨率和幅度分辨率同时变化产生的效果 （a)256256,128;(b)181181,64;a)256256,128;(b)181181,64;(c)128128,32;(d)9090,16;(c)128128,32;(d)9090,16;(e)6464,8;(f)4545,4;(e)6464,8;(f)4545,4;本讲稿第四十四页，共五十五页1.1.二二值值图图像像:只只有有黑黑白白两两个个灰灰度度级

30、级，即即象象素素灰灰度度级级非非0 0即即1 1，每每个个象象素占素占1bit,1bit,适合文字图片，可采用矩阵表示适合文字图片，可采用矩阵表示2.2.为了减少运算量为了减少运算量,常将灰度图像转换为二值图像处理常将灰度图像转换为二值图像处理3.3.二二值值图图像像的的链链码码（FreemanFreeman码码）表表示示法法。适适合合描描述述直直线线、和和曲曲线线组组成成的的二二值值图图像像。在在规规定定了了链链的的起起点点坐坐标标和和链链的的斜斜率率后后，就就可可完完全全描描述述直直线线和曲线。和曲线。2.4.4 2.4.4 2.4.4 2.4.4 二值图像表示法二值图像表示法二值图像表示

31、法二值图像表示法0（00）1（450）2（900）3（1350）4（1800）5（2250）6（2700）7（3150）八向八向、六向、四向链码本讲稿第四十五页，共五十五页链码的一种不等长码表示 方向 不等长码表示 00 0 450 01-450 011 900 0111 -900 01111 1350 011111 -1350 0111111 1800 01111111 链码的自然码表示方向 十进制表示 二进制自然码00 0 000450 1 001900 2 0101350 3 0111800 4 1002250 5 1012700 6 1103150 7 111 若若八八向向码码采采用用

32、不不等等长长码码（按按其其概概率率大大小小分分配配），常常出出现现的的0 00 0，用用短短码码表表示，不常出现的用长码，可节约示，不常出现的用长码，可节约bitbit数。数。例例：对对由由字字母母和和数数字字混混合合组组成成的的符符号号每每个个方方向向平平均均占占1.81.8 1.9bit1.9bit，而而对对一一副副由由一一个个饮饮料料杯杯和和一一个个瓶瓶子子轮轮廓廓构构成成的的图图像像 ，平平均均每每个个方方向向占占1.5 1.5 1.9bit.1.9bit.本讲稿第四十六页，共五十五页 32111例：如图的例：如图的4 444图像图像 1.1.用矩阵表示用矩阵表示 44 4416bit

33、16bit 2.2.用二进制自然码表示用二进制自然码表示 3 2 1 1 1 3 2 1 1 1（011011，010010，001001，001001，00100115bit15bit）3.3.用不等长码表示用不等长码表示 135 135，9090，4545，4545，4545 （011111011111，01110111，0101，0101，01 01 16bit16bit）本讲稿第四十七页，共五十五页2.4.5 数据存储结构 n1、一维数组方式:M行N列n2、多波段图像数据组合结构 1）按各个波段存储 N列M行红绿蓝2）按扫描行存储红 绿 蓝 。第1行3）按各个像素存储 红 绿 蓝 。（

34、1，1）（1，2）本讲稿第四十八页，共五十五页2.5 2.5 像素之间的关系像素之间的关系2.5.1 邻域与邻接邻域与邻接 2.5.2 距离距离本讲稿第四十九页，共五十五页2.5.1 邻域与邻接邻域与邻接邻域 对于任意像素(X,Y)，像素集合 (x+m,y+n);其中m、n取适 当的整数 称为该像素的邻域（neighbor）。1.4-邻域(x-1,y),(x+1,y),(x,y-1),(x,y+1)(x-1,y)(x,y-1)p(x,y)(x,y+1)(x+1,y)记为记为本讲稿第五十页，共五十五页2.8-邻域(x-1,y),(x+1,y),(x,y-1),(x,y+1),(x-1,y-1),

35、(x+1,y-1),(x-1,y+1),(x+1,y+1)s r s r p r s r s3.3.邻接邻接:如果任意两个像素相互存在于对方的如果任意两个像素相互存在于对方的4-/8-4-/8-邻域中，则称邻域中，则称这两个像素相互这两个像素相互4-/8-4-/8-邻接邻接。lAdjacentAdjacentl4-4-邻接（邻接（4-adjacent4-adjacent）l8-8-邻接（邻接（8-adjacent8-adjacent）0 1 01 1 10 1 01 0 10 1 01 0 1本讲稿第五十一页，共五十五页2.5.2 距离距离定义距离定义 设p、q、r是某个集合S的元素，满足下列

36、性质（距离的三 定理）的函数d称为距离函数：d(p,q)0(当且仅当当且仅当p=q时，时，d(p,q)=0)d(p,q)=d(q,p)d(p,r)d(p,q)+d(q,r)常用距离：常用距离：设任意两点p(x,y)和q(s,t)（1）欧氏距离 de(p,q)=（2）4-邻域距离 d4(p,q)=x-s+y-t （城区距离city-block）（3）8-邻域距离 d8(p,q)=max(x-s,y-t)(棋盘距离chessboard)欧氏距离欧氏距离 4-邻域距离邻域距离 8-邻域距离邻域距离 3 3 3 3 3 3 3 3 5 2 5 3 2 3 3 2 2 2 2 2 35 2 1 2 5

37、3 2 1 2 3 3 2 1 1 1 2 32 1 0 1 2 3 2 1 0 1 2 3 3 2 1 0 1 2 35 2 1 2 5 3 2 1 2 3 3 2 1 1 1 2 3 5 2 5 3 2 3 3 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3本讲稿第五十二页，共五十五页第二章作业：第二章作业：2、画出链式码、画出链式码2222225550000的曲线的曲线1、什么叫图像逼真度和图像可懂度？采用归一化均方误差、什么叫图像逼真度和图像可懂度？采用归一化均方误差NMSE计算计算下面两幅数字图像的逼真度下面两幅数字图像的逼真度本讲稿第五十三页，共五十五页n图像逼真度：图像逼

38、真度：fidelity描述被评价图像与n 标准图像的偏离程度n图像可懂度图像可懂度：intelligibility表示图像能向人或 机器提供信息的能力n归一化均方误差归一化均方误差NMSENMSE本讲稿第五十四页，共五十五页作业作业2：1、画出视觉信息在眼球内（视网膜中）的传输过程模型示意图，并扼要说明之、画出视觉信息在眼球内（视网膜中）的传输过程模型示意图，并扼要说明之2、画出黑白视觉扩展模型，并略加说明、画出黑白视觉扩展模型，并略加说明1 1、除课堂介绍的例子之外，试举一些其它的图像应用的工程例子。、除课堂介绍的例子之外，试举一些其它的图像应用的工程例子。第一章作业：第一章作业：本讲稿第五十五页，共五十五页