基礎(chǔ)概念

• 數(shù)字圖像：圖像可定義為一個二維函數(shù)f(x,y),幅值f為圖像的強(qiáng)度（灰度）。當(dāng)x,y,f是有限的離散數(shù)值時(shí)，該圖像為數(shù)字圖像。
• 數(shù)字圖像處理：借助于數(shù)字計(jì)算機(jī)來處理數(shù)字圖像。
• 亮度函數(shù)、入射分量、反射分量：
  
• 馬赫帶效應(yīng)：
• 同時(shí)對比度：
• 亮度恒定：當(dāng)物體對背景的亮度、對比度保持一致時(shí)，即使物體和背景的亮度在很大的范圍里變化，人眼對亮度的感覺仍保持不變。
• 空間頻率特征：空間頻率是指視像空間變化的快慢。清晰明快的畫面，意味這有大量的高頻成分。模糊圖像只有低頻空間成分。
• 圖像的取樣與量化：數(shù)字化坐標(biāo)軸稱為取樣，數(shù)字化幅度值稱為量化。

圖像屬性

• 動態(tài)范圍：有時(shí)灰度級取值范圍稱為圖像的動態(tài)范圍。
• 灰度級：灰度級的典型的取值是2的整數(shù)次冪。通常假設(shè)離散灰度級是等間隔的并且是區(qū)間[0,L-1]內(nèi)的整數(shù) 。
• kbit圖像：當(dāng)一副圖像有2k灰度級時(shí)，通常稱該圖像是K比特圖像
• 圖像分辨率：實(shí)際上指對原始圖像的采樣分辨率。單位“象素點(diǎn)/單位長度”
• 采樣分辨率：單位長度上所包含的采樣數(shù)
• 灰度分辨率：灰度級中可分辨的最小變化（8比特的灰度分辨率圖像有256個灰度級）
• 圖像深度：在位圖圖像中，表示各象素點(diǎn)亮度或色彩信息的二進(jìn)制位數(shù)。
• CMYK RGB HSI (HSV,HSB,HSL)

基礎(chǔ)計(jì)算

• 點(diǎn)運(yùn)算：是點(diǎn)對點(diǎn)的對灰度值進(jìn)行計(jì)算
• 代數(shù)運(yùn)算：圖像點(diǎn)對點(diǎn)的代數(shù)運(yùn)算，不是矩陣的運(yùn)算
  
• 幾何運(yùn)算：涉及圖像的轉(zhuǎn)動、扭曲、傾斜、拉伸，空間點(diǎn)位置的變化、灰度值的變化
• 最鄰近插值：最近的輸入像素的灰度值
• 雙線性插值、線性插值：令f（x,y）為兩個變量的函數(shù)，其在單位正方形頂點(diǎn)的值已知。假設(shè)我們希望通過插值得到正方形內(nèi)任意點(diǎn)的f(x,y)值。我們可由如下雙曲線方程：f(x,y)=ax+by+cxy+d
• 灰度變換：將一個灰度區(qū)間映射到另一個灰度區(qū)間的變換稱為灰度變換。
• 直方圖 累積直方圖 連續(xù)圖像幅度的密度函數(shù)，幅度分布函數(shù)
• 灰度直方圖：灰度直方圖是灰度級的函數(shù)，它表示圖像中具有某種灰度級的像素的個數(shù)，反映了圖像中某種灰度出現(xiàn)的頻率。
• 線性系統(tǒng)： 疊加性+齊次性 ay1+by2=T[ax1+bx2]
• 移不變系統(tǒng)：是指如果輸入序列進(jìn)行移位，則輸出序列進(jìn)行相應(yīng)的移位。
• 線性移不變系統(tǒng)：同時(shí)具有線性性和移不變性。
• 卷積：
  
  
  
  

傅立葉

• 傅立葉變換對(公式)：
  
  
  
• 傅立葉振幅譜 傅立葉相位譜 傅立葉能量譜
  

頻域?yàn)V波

低頻包含基本內(nèi)容，高頻包含細(xì)節(jié)與噪音
低通平滑，高通銳化

• （理想）低通濾波：
  具有振鈴現(xiàn)象
  
• 巴特沃思低通濾波BLPF：
  
  
  模糊程度減少但尾部含有較多的高頻，對噪聲的平滑效果不如ILPF。
• 指數(shù)低通濾波器、梯形低通濾波器
• 高通濾波
• 同態(tài)濾波：
  
  
  取對數(shù)、傅立葉變換、乘上高/低通過濾器、傅立葉逆變換、求指數(shù)

圖像增強(qiáng)技術(shù) 圖像復(fù)原技術(shù)

• 退化：圖像的質(zhì)量變壞叫做退化。退化的形式有圖像模糊、圖像有干擾等
• 均值濾波 中值濾波 最大值濾波 最小值濾波 中點(diǎn)濾波((最大+最小)/2)
• 自適應(yīng)中值濾波：
  

彩色圖像

• 安全色216種
• RGB/CMYK

• HSI：色調(diào)、飽和度、亮度

  
  
• 偽彩色：偽彩色處理是指將黑白圖像轉(zhuǎn)化為彩色圖像，或者是將單色圖像變換成給定彩色分布的圖像。主要有密度分層法、灰度級-彩色變換法、頻域?yàn)V波法

形態(tài)學(xué)

• 腐蝕、膨脹
• 開操作：先腐蝕，再膨脹
• 閉操作：先膨脹，再腐蝕
• 邊緣提取、填充

圖像分割

• Roberts算子：
• Prewitt算子：
• Sobel算子：
• 拉普拉斯算子：
• 域值法：全局門限，局域門限，動態(tài)\自適應(yīng)門限
• 全局域值自動分割：
  對于有明顯雙峰得得直方圖可以通過程序,然計(jì)算機(jī)自動實(shí)現(xiàn).算法:
  1.選擇一個初始化得估計(jì)域值T.
  2.用T分割圖像,生成兩組數(shù)據(jù),G1,G2;
  3.求兩組數(shù)據(jù)的平均灰度值u1,u2
  4.計(jì)算新門限值:T=(u1+u2)/2
  5.重復(fù)2到4,直到迭代所得到的T值之差小于指點(diǎn)的參數(shù)T0.
• 區(qū)域分裂與合并
• 分水嶺算法

圖像表示與描述

• 鏈碼 多邊形近似 邊界分段 標(biāo)記圖
• 一階差分碼 形狀數(shù)
• 傅立葉描述子

• 統(tǒng)計(jì)矩
  
  

計(jì)算

• 直方圖均衡化 直方圖規(guī)定化
• 形態(tài)學(xué) 操作（腐蝕、膨脹、開、閉、填充……）
• 圖像表示：鏈碼 一階差分碼 形狀數(shù) 灰度共生矩