数字图像处理笔记（一）

概念

1.图形: 由指令集合组成,指令由位置、形状、颜色等描述。记录的是坐标值; 颜色隐含,统一描述。
2.图像：矩阵表示，坐标值隐含。

f代表该象素彩色或灰度值；脚码代表象素的坐标位置。

3.图像空间分辨率：数字化的空间精细程度； 4.灰度级分辨率：颜色深度，即表示每一像素颜色值所占的二进制位数。

Q: 为什么通常用0~255表示像素值？Q: 为什么通常用0~255表示像素值？
A：计算机通常用一个字节来处理数据，每个颜色值一般是八位，取值为0~$2^8$-1 A：计算机通常用一个字节来处理数据，每个颜色值一般是八位，取值为0~$2^8$-1

数字图像处理系统

流程分为三个阶段

图像处理：像素级

包含：

• 几何校正
• 灰度变换
• 图像平滑
• 图像锐化
  方法分为两类：
• 点处理： 灰度变换
• 域处理： 卷积，中值滤波，边缘检测

图像分析：目标级

包含：

• 检测
• 分割
• 测量
• 特征提取
  分析的结果能为用户提供描述目标
  特点和性质的数据。

图像理解：符号级

对图像里各目标的性质和它们之间相互关系的研究，与人类的思维类似。

• 对描述对象抽象出来；
• 了解图像内容；
• 解释客观场景；
• 指导和规划行为。

图像存储

按照颜色深度分为：

• 单色图像（二值图像）
• 8位索引图像
• 24位真彩色图像

单色图像：01矩阵

8位索引图像：一个数据矩阵和一个调色板矩阵MAP

灰度图像

各像素信息由一个量化的灰度级来描述，没有彩色信息

(1) 文件带有图像颜色索引表。
fred(x,y)=fgreen(x,y)= fblue(x,y)
(2)像素值是图像颜色表的索引地址。 由8位组成，从0~255.

8位伪彩色图像

1.颜色表红、绿、蓝分量值不全相等。
2.像素值是图像颜色表的索引地址

24位真彩色图像

(1)每一像素由RGB三个分量组成。
(2)每个分量各占8位，取值范围为0~255，每个像素24位。

图像文件格式

(1)　BMP（BitMaP）格式
(2)　GIF（Graphics Interchange Format）格式
(3)　TIFF（Tagged Image Format File）格式
(4)　JPEG（Joint Photographic Expert Group）
1.GIF主要用于不同平台上交流和传输，而不是作为文件的存储格式。 最大不能超过64 M，颜色最多为256色。
2.TIF最复杂

BMP

组成：

文件头：

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER 
{
 WORD bfType; // BM
 DWORD bfSize;// 文件大小
 WORD bfReserved1;// 0
 WORD bfReserved2;// 0
 DWORD bfOffBits; //位图数据的起始位置，
}BITMAPFILEHEADER;

信息头：

{
 DWORD biSize; 
 LONG biWidth; 
 LONG biHeight; 
 WORD biPlanes; //
 WORD biBitCount； // 每个像素所需的位数,
 DWORD biCompression; // 位图压缩类型，
 DWORD biSizeImage; // 位图的大小，
 LONG biXPelsPerMeter; // 
 LONG biYPelsPerMeter; // 
 DWORD biClrUsed; // 颜色数
 DWORD biClrImportant; // 重要的颜色数

颜色表（真彩色没有）

typedef struct tagRGBQUAD
{
BYTE rgbBlue;// 蓝色
BYTE rgbGreen; // 绿色
BYTE rgbRed; // 红色
BYTE rgbReserved;// 0
} RGBQUAD;

位图信息：

struct tagBITMAPINFO 
{
 BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
 RGBQUAD bmiColors[1]; // 颜色表
} BITMAPINFO;