圖數(shù)字圖象處理的基本概念.ppt

第2章數(shù)字圖象的基本概念,本章包含內(nèi)容,人眼的視覺(jué)原理連續(xù)圖象的描述圖象數(shù)字化圖象灰度直方圖圖象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與圖象文件圖象的特征與噪聲,2.1人眼的視覺(jué)原理,2.1.1人眼構(gòu)造三層結(jié)構(gòu):最外層：蛋白質(zhì)膜(角膜、鞏膜)、中間層：虹膜和脈絡(luò)膜，最內(nèi)層：視網(wǎng)膜，有大量的光敏細(xì)胞，按形狀分為錐狀和桿狀細(xì)胞兩類(lèi)。其中白天視覺(jué)過(guò)程主要由錐狀細(xì)胞完成，夜晚的視覺(jué)主要有桿狀細(xì)胞完成。,2.1.2圖象形成人觀察景物，光線(xiàn)通過(guò)角膜，前室水狀液體，水晶體，后室玻璃體，在視網(wǎng)膜的黃斑區(qū)成像視網(wǎng)膜的光敏細(xì)胞感受到強(qiáng)弱不同光的刺激，產(chǎn)生強(qiáng)度不同的電脈沖，通過(guò)神經(jīng)纖維傳送到視神經(jīng)中樞不同位置的光敏細(xì)胞產(chǎn)生了和該處光的強(qiáng)弱成比例的電脈沖，于是大腦中形成景物的感覺(jué),2.1.3視覺(jué)范圍與分辨力視覺(jué)范圍:指人眼能感受到的亮度范圍視敏角：人眼對(duì)被觀察物體剛能分辨出它最緊鄰的兩黑點(diǎn)或兩白點(diǎn)的視角，如公式所表示：視覺(jué)銳度：又叫人眼的分辨力，是指人眼在一定距離內(nèi)能夠區(qū)分出相鄰兩點(diǎn)的能力，一般用視敏角的倒數(shù)描述,人眼分辨力決定因素環(huán)境照度觀察對(duì)象的相對(duì)對(duì)比度個(gè)人因素,2.1.4視覺(jué)適應(yīng)性和對(duì)比靈敏度暗視覺(jué)適應(yīng)性：人眼適應(yīng)暗環(huán)境的能力，這種適應(yīng)過(guò)程大概需要30s。明視覺(jué)適應(yīng)性：圖像對(duì)比度：圖像中最大亮度值與最小亮度值之比,描述圖像總體描述亮度差異相對(duì)對(duì)比度：圖像中最大亮度值與最小亮度值之差與最小亮度值之比,2.1.5亮度感覺(jué)與色覺(jué)人眼對(duì)亮度差別的感覺(jué)取決于相對(duì)亮度的變化，可用相對(duì)亮度變化描述.積分得亮度感覺(jué):于是可得亮度感覺(jué)與亮度B成自然對(duì)數(shù)關(guān)系.人眼的亮度范圍很寬.可是當(dāng)適應(yīng)某一平均亮度時(shí),其感覺(jué)的亮度范圍很窄.,亮度感覺(jué)的相對(duì)性給圖象傳輸帶來(lái)的好處:圖象重現(xiàn)的亮度不必等于實(shí)際圖象的亮度,只要保持兩者對(duì)比度不變?nèi)搜鄄荒芨杏X(jué)出來(lái)的亮度差別在重現(xiàn)圖象時(shí)不必精確復(fù)制出來(lái),人眼還可以分辨不同的顏色色覺(jué):人眼分辨不同顏色的能力,指的是視網(wǎng)膜對(duì)不同波長(zhǎng)光的感受特性,即在一般自然光線(xiàn)下分辨各種不同顏色的能力.色覺(jué):色調(diào),亮度,飽和度.物體的色取決于物體對(duì)各種波長(zhǎng)光線(xiàn)的吸收,反射,透射能力,可分為消色物體和有色物體.消色物體顯示黑,白,灰色物體,對(duì)光線(xiàn)的吸收不具有選擇性,各種波長(zhǎng)的光吸收能量一樣有色物體:,2.1.6馬赫帶當(dāng)亮度發(fā)生躍變時(shí)，會(huì)有一種邊緣增強(qiáng)的感覺(jué)，視覺(jué)上會(huì)感到亮側(cè)更亮，暗側(cè)更暗,這種現(xiàn)象稱(chēng)為馬赫帶效應(yīng).它是一種主觀的邊緣效應(yīng).,2.2連續(xù)圖像的數(shù)學(xué)描述,一幅圖像可以被看作是空間各點(diǎn)光強(qiáng)度的集合。對(duì)于二維圖像，可以把光強(qiáng)度g看作是隨空間坐標(biāo)（x,y）、光線(xiàn)波長(zhǎng)和時(shí)間t變化的連續(xù)函數(shù)：,如果只考慮光的能量而不考慮其波長(zhǎng)圖像在視覺(jué)上表現(xiàn)為灰色影像-灰度圖像：靜止灰度圖像：,人眼看到的圖象是由物體的反射光組成的.可以看成所見(jiàn)場(chǎng)景的照射分量和反射光量組成,圖象在(x,y)處的強(qiáng)度圖象該點(diǎn)的灰度.灰度l范圍Lmin,Lmax,其中要求Lmin為正,Lmax有限.,2.3圖像數(shù)字化,圖象數(shù)字化是將畫(huà)面轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖象的過(guò)程，主要包括采樣和量化兩個(gè)過(guò)程,2.3.1采樣采樣:將連續(xù)的圖象換成離散點(diǎn)的操作關(guān)鍵要素:采樣間隔,采樣孔徑,采樣方式采樣間隔的確定采樣孔徑的類(lèi)型采樣方式,2.3.2量化量化:將采樣后離散象素的灰度轉(zhuǎn)換成離散數(shù)值的過(guò)程.灰度級(jí)數(shù)(G):一幅圖象中不同灰度值的個(gè)數(shù)灰度級(jí)數(shù)一般是2的整數(shù)冪,即是,從視覺(jué)效果來(lái)看只要灰度級(jí)數(shù)大于或等于26.對(duì)于一幅行數(shù)為M,列數(shù)為N的圖象,如果采用gbit量化,則該圖象占用的存儲(chǔ)空間為M*N*g(bit).,（a）連續(xù)圖像（b）數(shù)字化結(jié)果,（c）像素（d）灰度級(jí),2.3.3數(shù)字圖象的表示一幅連續(xù)圖像f(x,y)被取樣，則產(chǎn)生的數(shù)字圖像有M行和N列。坐標(biāo)(x,y)的值變成離散值，通常對(duì)這些離散坐標(biāo)采用整數(shù)表示：,4行5列,圖像的坐標(biāo),一幅行數(shù)為M、列數(shù)為N的圖像大小為MN的矩陣形式為：,其中矩陣中的每個(gè)元素代表一個(gè)像素,2.3.4采樣，量化和數(shù)字化圖象數(shù)字化方式分為均勻采樣，量化和非均勻采樣，量化一般采用前者采樣間隔越大，采樣象素越少，圖象空間分辨率低，質(zhì)量差；采樣間隔越小，采樣象素越多，圖象空間分辨率高，質(zhì)量好，數(shù)據(jù)量大,圖2-4不同采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)圖像質(zhì)量的影響（a）原始圖像(256256)；（b）采樣圖像1(128128)；（c）采樣圖像2(6464)；（d）采樣圖像3(3232)；（e）采樣圖像4(1616)；（f）采樣圖像5(88),量化與數(shù)字化圖象間的關(guān)系量化的等級(jí)越多，所得圖象層次越豐富，灰度分辨率越高，質(zhì)量越好，但是數(shù)據(jù)量大；量化的等級(jí)越少，所得圖象欠層次，灰度分辨率變低，質(zhì)量變差，會(huì)出現(xiàn)假輪廓現(xiàn)在，但是數(shù)據(jù)量小,圖2-5不同量化級(jí)別對(duì)圖像質(zhì)量的影響（a）原始圖像(256色)；（b）量化圖像1(64色)；（c）量化圖像2(32色)；（d）量化圖像3(16色)；（e）量化圖像4(4色)；（f）量化圖像5(2色),對(duì)一幅圖像，當(dāng)量化級(jí)數(shù)Q一定時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)MN對(duì)圖像質(zhì)量有著顯著的影響采樣點(diǎn)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好；當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)減少時(shí)，圖上的塊狀效應(yīng)就逐漸明顯同理，當(dāng)圖像的采樣點(diǎn)數(shù)一定時(shí)，采用不同量化級(jí)數(shù)的圖像質(zhì)量也不一樣量化級(jí)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好，當(dāng)量化級(jí)數(shù)越少時(shí)，圖像質(zhì)量越差，量化級(jí)數(shù)最小的極端情況就是二值圖像，圖像出現(xiàn)假輪廓,一般，當(dāng)限定數(shù)字圖像的大小時(shí),為了得到質(zhì)量較好的圖像可采用如下原則：（1）對(duì)緩變的圖像，應(yīng)該細(xì)量化，粗采樣，以避免假輪廓。（2）對(duì)細(xì)節(jié)豐富的圖像，應(yīng)細(xì)采樣，粗量化，以避免模糊（混疊）。對(duì)于彩色圖像，是按照顏色成分紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）分別采樣和量化的若各種顏色成分均按8bit量化，即每種顏色量級(jí)別是256，則可以處理256256256=16777216種顏色。,2.3.5數(shù)字化設(shè)備組成及性能數(shù)字化器是將模擬圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像的數(shù)字化輸入裝置。組成：數(shù)字化器必須能夠把圖像劃分為若干圖像象素并給出他們的地址，量度每一個(gè)像素的灰度，把連續(xù)的度量結(jié)果化為整數(shù)，并把相關(guān)信息寫(xiě)入存儲(chǔ)設(shè)備。因此必須包含：采樣孔，圖像掃描機(jī)構(gòu)，光傳感器，量化器，輸出存儲(chǔ)體。常用的數(shù)字化器掃描儀，數(shù)碼相機(jī)，數(shù)碼電視攝像機(jī)等,原稿,線(xiàn)陣CCD,A/D及圖像處理,控制部分,步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),去計(jì)算機(jī),長(zhǎng)光管光源,光學(xué)鏡頭,CCD掃描儀的系統(tǒng)框圖,掃描儀,采用半導(dǎo)體隔離CCD,采用硅氧化物隔離CCD,手持式掃描儀饋紙式掃描儀鼓式掃描儀平臺(tái)式掃描儀:采用CCD/CIS技術(shù)大幅面掃描儀底片掃描儀(膠片掃描儀)筆式掃描儀條碼掃描儀實(shí)物掃描儀3D掃描儀,Canon656U采用CIS技術(shù),掃描儀主要類(lèi)型,掃描儀的應(yīng)用灰度掃描儀最主要的應(yīng)用是OCR(光學(xué)字元識(shí)別)、黑白印刷、排版及文件檔案管理。彩色掃描儀主要應(yīng)用于辦公室簡(jiǎn)報(bào)、彩色排版、廣告設(shè)計(jì)等。,鏡頭、感光器件（CCD或CMOS）、MPU（微處理器）、內(nèi)置存儲(chǔ)器、LCD（液晶顯示器）、PC卡（可移動(dòng)存儲(chǔ)器）和接口（計(jì)算機(jī)接口、電視機(jī)接口）等部分組成,數(shù)碼相機(jī)的立體剖面圖,數(shù)字照相機(jī),CompactFlash存儲(chǔ)卡CompactFlashMemoryCard,MemoryStick,PCMCIA存儲(chǔ)設(shè)備,數(shù)碼相機(jī)及存儲(chǔ)器,“電視制式攝像頭”把景物光像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置。其結(jié)構(gòu)大致可分為三部分：光學(xué)系統(tǒng)（主要指鏡頭）光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（主要指攝像管或固體攝像器件）電路系統(tǒng)（主要指視頻處理電路）光學(xué)系統(tǒng)的主要部件是光學(xué)鏡頭，它由透鏡系統(tǒng)組合而成。,攝像機(jī),三種常用的圖像輸入設(shè)備的比較,圖象數(shù)字化器性能評(píng)價(jià)圖像數(shù)字化器的性能評(píng)價(jià),2.4圖象灰度直方圖,2.4.1概念1)反映一幅圖象中各灰度級(jí)與各灰度級(jí)象素出現(xiàn)的頻率之間的關(guān)系.其中ni表示灰度為i的象素?cái)?shù),n為象素總數(shù)2)是灰度級(jí)的函數(shù)，描述的是圖像中每種灰度級(jí)像素的個(gè)數(shù)，反映圖像中每種灰度出現(xiàn)的頻率。橫坐標(biāo)是灰度級(jí)，縱坐標(biāo)是灰度級(jí)出現(xiàn)的頻率。,圖像及其灰度直方圖的例（512像素*512像素）,2.4.2直方圖的性質(zhì)1）表征了圖像的一維信息。只反映圖像中像素不同灰度值出現(xiàn)的次數(shù)（或頻數(shù)）而未反映像素所在位置。2）與圖像之間的關(guān)系是多對(duì)一的映射關(guān)系。一幅圖像唯一確定出與之對(duì)應(yīng)的直方圖，但不同圖像可能有相同的直方圖。3）子圖直方圖之和為整圖的直方圖,2.4.3直方圖的應(yīng)用用于判斷圖象量化是否恰當(dāng)一般一幅數(shù)字圖像應(yīng)該利用全部或幾乎全部可能的灰度級(jí)；對(duì)直方圖做快速檢查確定圖象二值化的域值使用輪廓線(xiàn)確定簡(jiǎn)單物體的邊界的方法，稱(chēng)為閾值化對(duì)物體與背景有較強(qiáng)對(duì)比的景物的分割特別有用；,利用直方圖統(tǒng)計(jì)圖象中物體的面積計(jì)算圖象的信息量(熵),2.5數(shù)字圖象處理算法形式,2.5.1基本功能形式圖象處理的基本功能:單幅圖象->單幅圖象多幅圖象->單幅圖象單(或多)幅圖象->數(shù)字或者符號(hào),2.5.2幾種具體算法形式局部處理象素鄰域:對(duì)于任一象素(i,j),把其周?chē)笏貥?gòu)成的集合(i+p,j+q),p,q取適當(dāng)整數(shù)叫做象素(i,j)的鄰域.常用的去心鄰域有4鄰域,8鄰域.局部處理:在對(duì)輸入圖象進(jìn)行處理時(shí),計(jì)算某一輸出象素JP(i,j)值由IP(i,j)小鄰域N(IP(i,j)中的象素值確定.局部處理應(yīng)用:移動(dòng)平均平滑法,空間銳化點(diǎn)處理:在局部處理中如果輸出值JP(i,j)僅和IP(i,j)象素灰度有關(guān)的處理稱(chēng)為點(diǎn)處理點(diǎn)處理:圖象對(duì)比度增強(qiáng),圖象二值化大局部處理:輸出象素JP(i,j)的值取決于輸入圖象較大范圍或者整幅圖象象素的值.,迭代處理反復(fù)對(duì)圖象進(jìn)行某種運(yùn)算直至滿(mǎn)足給定的條件,從而得出輸出圖象的處理形式.應(yīng)用:圖象的細(xì)化跟蹤處理選擇滿(mǎn)足適當(dāng)條件的象素作為起始象素,檢查輸入的圖象和已得到的輸出結(jié)果,求出下一步應(yīng)該處理的象素,進(jìn)行規(guī)定的處理,然后在繼續(xù)處理下面的象素,還是決定終止處理.特點(diǎn):跟蹤結(jié)果與起始位置有關(guān)利用處理結(jié)果限定處理范圍可利用邊界線(xiàn),等高線(xiàn)的跟蹤方面,窗口處理和模板處理對(duì)圖象特定的部分進(jìn)行處理的方式包括窗口處理和模班處理.窗口處理:單獨(dú)對(duì)圖象中選定的矩形區(qū)域進(jìn)行處理,用于從圖象中單獨(dú)取出對(duì)象物所在的窗口而進(jìn)行處理的場(chǎng)合.模板處理:單獨(dú)處理任意形狀時(shí),必須先設(shè)一個(gè)模板平面.,串行處理串行處理:后一象素的輸出結(jié)果依賴(lài)于前面的象素處理結(jié)果,并且只能依次處理各象素而不能同時(shí)對(duì)各個(gè)象素進(jìn)行相同的處理方式.特點(diǎn):處理算法按照一定順序進(jìn)行;用輸入圖象(i,j)的鄰域象素值和輸出圖象(i,j)以前象素的處理結(jié)果計(jì)算輸出圖象(i,j)象素的值,并行處理并行處理:對(duì)圖象內(nèi)各個(gè)象素同時(shí)進(jìn)行相同形式的運(yùn)算.特點(diǎn):處理算法按照一定順序進(jìn)行;輸出圖象(i,j)的值只用輸入圖象(i,j)以及其鄰域象素值進(jìn)行計(jì)算相對(duì)于不同(i,j)的輸出值可以進(jìn)行獨(dú)立的運(yùn)算,2.6圖象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與文件格式,2.6.1圖象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)組組合方式一般是一個(gè)象素的灰度占用一個(gè)字.組合方式是一個(gè)字長(zhǎng)存放多個(gè)象素灰度值.比特面方式將各個(gè)象素灰度按比特位存取的方式,即將所有象素灰度相同的比特位用一個(gè)二維數(shù)組表示,形成比特面.分層方式由原始圖象開(kāi)始依次構(gòu)成象素愈來(lái)愈少的系列圖象,就能使圖象數(shù)據(jù)表示具有分層性,金字塔結(jié)構(gòu),樹(shù)結(jié)構(gòu)對(duì)圖象的行,列接連不斷二等分,直到圖象被分割部分全體象素變成具有相同特征時(shí)不在分割,主要是用四叉樹(shù)表示,用于特征提取和信息壓縮.多重圖象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多光譜圖象逐波段儲(chǔ)存逐行存儲(chǔ)逐象素存儲(chǔ),2.6.2圖象文件格式圖象文件格式有BMP,PCX,GIF,TIFF等格式任何一個(gè)文件格式包含以下內(nèi)容:描述圖象的高度,寬度以及各種物理特征:彩色定義:描述圖象位圖數(shù)據(jù)體:數(shù)字圖像有多種存儲(chǔ)格式，每種格式一般由不同的開(kāi)發(fā)商支持。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和圖像應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，還會(huì)出現(xiàn)新的圖像格式。因此，要進(jìn)行圖像處理，必須了解圖像文件的格式，即圖像文件的數(shù)據(jù)構(gòu)成。每一種圖像文件均有一個(gè)文件頭，在文件頭之后才是圖像數(shù)據(jù)。文件頭的內(nèi)容一般包括文件類(lèi)型、文件制作者、制作時(shí)間、版本號(hào)、文件大小等內(nèi)容。各種圖像文件的制作還涉及到圖像文件的壓縮方式和存儲(chǔ)效率等。,BMP圖像文件格式,第一部分為位圖文件頭BITMAPFILEHEADER，它是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，其定義如下：typedefstructtagBITMAPFILEHEADERWORDbfType;DWORDbfSize;WORDbfReserved1;WORDbfReserved2;DWORDbfOffBits;BITMAPFILEHEADER;這個(gè)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度是固定的，為14個(gè)字節(jié)（WORD為無(wú)符號(hào)16位二進(jìn)制整數(shù)，DWORD為無(wú)符號(hào)32位二進(jìn)制整數(shù)）。,第二部分為位圖信息頭BITMAPINFOHEADER，也是一個(gè)結(jié)構(gòu)，其定義如下：typedefstructtagBITMAPINFOHEADERDWORDbiSize;LONGbiWidth;LONGbiHeight;WORDbiPlanes;WORDbiBitCount;DWORDbiCompression;DWORDbiSizeImage;LONGbiXPelsPerMeter;LONGbiYPelsPerMeter;DWORDbiClrUsed;DWORDbiClrImportant;BITMAPINFOHEADER;,這個(gè)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度是固定的，為40個(gè)字節(jié)（LONG為32位二進(jìn)制整數(shù)）。其中，biCompression的有效值為BI_RGB、BI_RLE8、BI_RLE4、BI_BITFIELDS，這都是一些Windows定義好的常量。由于RLE4和RLE8的壓縮格式用的不多，今后僅討論biCompression的有效值為BI_RGB，即不壓縮的情況。,第三部分為調(diào)色板(Palette)，當(dāng)然，這里是對(duì)那些需要調(diào)色板的位圖文件而言的。真彩色圖像是不需要調(diào)色板的，BITMAPINFOHEADER后直接是位圖數(shù)據(jù)。調(diào)色板實(shí)際上是一個(gè)數(shù)組，共有biClrUsed個(gè)元素（如果該值為零，則有2的biBitCount次方個(gè)元素）。數(shù)組中每個(gè)元素的類(lèi)型是一個(gè)RGBQUAD結(jié)構(gòu)，占4個(gè)字節(jié)，其定義如下：typedefstructtagRGBQUADBYTErgbBlue;/該顏色的藍(lán)色分量BYTErgbGreen;/該顏色的綠色分量BYTErgbRed;/該顏色的紅色分量BYTErgbReserved;/保留值RGBQUAD;,第四部分就是實(shí)際的圖像數(shù)據(jù)。對(duì)于用到調(diào)色板的位圖，圖像數(shù)據(jù)就是該像素顏色在調(diào)色板中的索引值，對(duì)于真彩色圖像，圖像數(shù)據(jù)就是實(shí)際的R、G、B值。下面就2色、16色、256色和真彩色位圖分別介紹。對(duì)于2色位圖，用1位就可以表示該像素的顏色（一般0表示黑，1表示白），所以一個(gè)字節(jié)可以表示8個(gè)像素。對(duì)于16色位圖，用4位可以表示一個(gè)像素的顏色，所以一個(gè)字節(jié)可以表示2個(gè)像素。對(duì)于256色位圖，一個(gè)字節(jié)剛好可以表示1個(gè)像素。,每一行的字節(jié)數(shù)必須是4的整數(shù)倍，如果不是，則需要補(bǔ)齊。這在前面介紹biSizeImage時(shí)已經(jīng)提到過(guò)。BMP文件的數(shù)據(jù)存放是從下到上，從左到右的。也就是說(shuō)，從文件中最先讀到的是圖像最下面一行的左邊第一個(gè)像素，然后是左邊第二個(gè)像素，接下來(lái)是倒數(shù)第二行左邊第一個(gè)像素，左邊第二個(gè)像素。依次類(lèi)推，最后得到的是最上面一行的最右邊的一個(gè)像素。,其他文件格式1.TIF圖像文件格式標(biāo)記圖像文件格式TIF(TagImageFileFormat)，它是現(xiàn)存圖像文件格式中最復(fù)雜的一種，它提供存儲(chǔ)各種信息完備的手段，可以存儲(chǔ)專(zhuān)門(mén)的信息而不違反格式宗旨，是目前流行的圖像文件交換標(biāo)準(zhǔn)之一。TIF格式文件的設(shè)計(jì)考慮了擴(kuò)展性、方便性和可修改性，因此非常復(fù)雜，要求用更多的代碼來(lái)控制它，結(jié)果導(dǎo)致文件讀寫(xiě)速度慢，TIF代碼也很長(zhǎng)。TIF文件由文件頭、參數(shù)指針表與參數(shù)域、參數(shù)數(shù)據(jù)表和圖像數(shù)據(jù)4部分組成。如表2-2表2-4所示。,1）文件頭,表2-2TIF文件文件頭結(jié)構(gòu),2）參數(shù)指針,表2-3TIF文件參數(shù)指針表,由一個(gè)2字節(jié)的整數(shù)和其后的一系列12字節(jié)參數(shù)域構(gòu)成，最后以一個(gè)長(zhǎng)整型數(shù)結(jié)束。若最后的長(zhǎng)整型數(shù)為0，表示文件的參數(shù)指針表到此為至，否則該長(zhǎng)整數(shù)為指向下一個(gè)參數(shù)指針表的偏移。,3）參數(shù)塊結(jié)構(gòu),表2-4TIF文件參數(shù)塊結(jié)構(gòu),2.GIF圖像文件格式CompuServe開(kāi)發(fā)的圖形交換文件格式GIF（GraphicsInterchangeFormat），目的是在不同的系統(tǒng)平臺(tái)上交流和傳輸圖像。它是在Web及其他聯(lián)機(jī)服務(wù)上常用的一種文件格式，用于HTML文檔中的索引顏色圖像，但圖像最大不能超過(guò)64M，顏色最多為256色。GIF圖像文件采取LZW壓縮算法，存儲(chǔ)效率高，支持多幅圖像定序或覆蓋，交錯(cuò)多屏幕繪圖以及文本覆蓋。GIF主要是為數(shù)據(jù)流而設(shè)計(jì)的一種傳輸格式，而不是作為文件的存儲(chǔ)格式。換句話(huà)說(shuō)，它具有順序的組織形式。GIF有五個(gè)主要部分以固定順序出現(xiàn)，所有部分均由一個(gè)或多個(gè)塊(block)組成。每個(gè)塊第一個(gè)字節(jié)中存放標(biāo)識(shí)碼或特征碼標(biāo)識(shí)。這些部分的順序?yàn)椋何募?biāo)志塊、邏輯屏幕描述塊、可選的“全局”色彩表塊(調(diào)色板)、各圖像數(shù)據(jù)塊（或?qū)Ｓ玫膲K）以及尾塊（結(jié)束碼）。GIF圖像文件格式如表2-5所示。,3.PCX文件PCX文件格式由ZSoft公司設(shè)計(jì),最早使用的圖像文件格式之一，由各種掃描儀掃描得到的圖像幾乎都能保存成PCX格式。PCX支持256種顏色，不如TARGA或TIF等格式功能強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，存取速度快，壓縮比適中，適合于一般軟件的使用。PCX格式常用于IBMPC兼容計(jì)算機(jī)。大多數(shù)PC軟件支持PCX格式的第5版。第3版文件使用標(biāo)準(zhǔn)的VGA調(diào)色板，不支持自定義調(diào)色板。PCX格式支持RGB、索引顏色、灰度和位圖顏色模式，但不支持alpha通道。PCX支持RLE壓縮方法，圖像顏色的位數(shù)可以是1、4、8或24。,PCX圖像文件由三個(gè)部分組成：文件頭、圖像數(shù)據(jù)和256色調(diào)色板。PCX的文件頭有128個(gè)字節(jié)，它包括版本號(hào)，被打印或掃描的圖像的分辨率(dpi)及大小(單位為像素)，每掃描行的字節(jié)數(shù)，每像素包含的位數(shù)據(jù)和彩色平面數(shù)。位圖數(shù)據(jù)用行程長(zhǎng)度壓縮算法記錄數(shù)據(jù)。,4.JPEG圖像格式JPEG(JointPhotographersExpertsGroup)格式即聯(lián)合圖像專(zhuān)家組,是由ISO和CCITT為靜態(tài)圖像所建立的第一個(gè)國(guó)際數(shù)字圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，主要是為了解決專(zhuān)業(yè)攝影師所遇到的圖像信息過(guò)于龐大的問(wèn)題。由于JPEG的高壓縮比和良好的圖像質(zhì)量，使得它廣泛應(yīng)用于多媒體和網(wǎng)絡(luò)程序中。JPEG和GIF成為HTML語(yǔ)法選用的圖像格式。,JPEG格式支持24位顏色，并保留照片和其他連續(xù)色調(diào)圖像中存在的亮度和色相的顯著和細(xì)微的變化。JPEG一般基于DCT變換的順序型模式壓縮圖像。JPEG通過(guò)有選擇地減少數(shù)據(jù)來(lái)壓縮文件大小，因?yàn)樗鼤?huì)棄用數(shù)據(jù)，故JPEG壓縮為有損壓縮。較高品質(zhì)設(shè)置導(dǎo)致棄用的數(shù)據(jù)較少，但是JPEG壓縮方法會(huì)降低圖像中細(xì)節(jié)的清晰度，尤其是包含文字或矢量圖形的圖像。,2.7圖象的特征與噪聲,2.7.1圖象的特征類(lèi)別自然特征光譜特征:幾何特征:空間分辨率,圖象紋理結(jié)構(gòu),圖象變形時(shí)相特征:不同時(shí)間獲取同一區(qū)域圖象之間的差異,人工特征直方圖特征:根據(jù)直方圖獲取灰度與灰度級(jí)象素出現(xiàn)的頻率的關(guān)系灰度邊緣特征:反映圖象中目標(biāo)或?qū)ο竺娣e以及形狀線(xiàn)和角點(diǎn)特征:紋理特征:某種結(jié)構(gòu)在比它更大范圍內(nèi)呈現(xiàn)重復(fù)排列,結(jié)構(gòu)稱(chēng)為紋理基元.,重視何種特征依賴(lài)于對(duì)象及處理目的.按照特征提取的范圍點(diǎn)特征:由象素就能決定的性質(zhì)局部特征:區(qū)域特征:整體特征:統(tǒng)計(jì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征,2.7.2特征提取與特征空間特征提取:獲取圖象特征信息的操作,它是模式識(shí)別,圖象理解等的基礎(chǔ).通過(guò)特征提取獲得特征圖象以及特征參數(shù).,2.7.3圖象噪聲噪聲:妨礙人的視覺(jué)器官或系統(tǒng)傳感器對(duì)所接收的圖象信息進(jìn)行理解或者分析的各種因素.噪聲具有隨機(jī)性,目前只能用概率統(tǒng)計(jì)的方法認(rèn)識(shí)噪聲的分類(lèi):外部噪聲:內(nèi)部噪聲:平穩(wěn)噪聲:非平穩(wěn)噪聲:,噪聲特征噪聲具有隨機(jī)性,需用隨機(jī)過(guò)程描述.一般用統(tǒng)計(jì)特征描述噪聲:均值,方差噪聲模型加性噪聲模型,乘性噪聲模型圖象系統(tǒng)常見(jiàn)的噪聲光電管噪聲,攝相管噪聲,前置放大器噪聲,光學(xué)噪聲.,