matlab數(shù)字圖像處理課件

1、Matlab數(shù)字圖像處理1,2章學(xué)習(xí)總結(jié) 手動輸入edit,建立.M文件。全選，F(xiàn)9運行。創(chuàng)建灰度分布直方圖Who函數(shù)：列出當(dāng)前workspace的變量（簡要）。Whos函數(shù)：列出當(dāng)前workspace的變量詳細(xì)信息。如示例中說明圖像采用8位存儲方式，占用90300B的存儲空間。histeq()將整個灰度值擴展到整個灰度范圍，提高對比度。顯示灰度圖像灰度擴展后圖像與第一個直方圖相比，第二個直方圖要更長而且平坦。直方圖均衡化注：imopen函數(shù)：對圖像實現(xiàn)開運算。平滑圖像的輪廓，消弱狹窄的部分，去掉細(xì)的突出。先腐蝕，后膨脹。 strel函數(shù)：構(gòu)造結(jié)構(gòu)元素。示例中可看做一個半徑為15的圓盤圖像。

2、surf函數(shù)：作曲面圖。gca是當(dāng)前圖像坐標(biāo)軸句柄，ydir是y坐標(biāo)軸的方向?qū)傩裕瑀everse是設(shè)置y軸方向?qū)傩詾榉崔D(zhuǎn)。背景圖背景表面圖使用閾值操作將圖像轉(zhuǎn)換為二進制圖像Bwlabel函數(shù)表示了二值圖像bw中的所有相關(guān)成分，并且返回在圖像中找到的對象個數(shù)。在bw數(shù)組中，0代表黑背景，1代表白。4表示上下左右四個方向。101個米粒。imcrop命令進行交互式操作，圖像內(nèi)拉出較小矩形并顯示已標(biāo)記的對象和部分背景內(nèi)的像素，根據(jù)選擇區(qū)域的不同，grain顯示的矩陣是不同的。第二章 圖像的編碼和解碼1.圖像壓縮編碼的必要性 圖像數(shù)字化之后，其數(shù)據(jù)量十分龐大。如果不進行編碼壓縮處理，在圖像傳輸和存儲中所

3、遇到的困難和成本之高是可想而知的。2.圖像壓縮編碼的可能性從信息論的角度來看，壓縮就是去掉信息中的冗余，即保留不確定的信息，去掉確定的信息（可推知的）。一副圖像存在著大量的數(shù)據(jù)冗余和主觀視覺冗余，所以圖像數(shù)據(jù)壓縮既是必要的，也是可能的。一般來說，圖像數(shù)據(jù)中存在以下幾種冗余。（1）空域冗余（空間冗余或幾何冗余）（2）時域冗余（針對視頻圖像，幀）（3）頻域冗余（針對變換編碼）（4）信息熵冗余（5）視覺冗余3.客觀保真度準(zhǔn)則和主觀保真度準(zhǔn)則（1）客觀保真度準(zhǔn)則：是原始圖像和解碼圖像之間的方均根誤差和方均根信噪比兩種。（2）主觀保真度準(zhǔn)則：以人的視覺效果進行判斷。如可用-3，-2，-1,0,1,2,3

4、來代表主觀評價很差，較差，稍差，相同，稍好，較好，很好。最大壓縮比Cmax約等于B/H定義壓縮比C=原始數(shù)據(jù)的平均比特率（B）/壓縮數(shù)據(jù)的平均比特率（H）方均信噪比方均根信噪比5.壓縮比6.冗余度香農(nóng)-范諾編碼香農(nóng)編碼屬于不等長編碼。符號 出現(xiàn)次數(shù) 編碼 符號 出現(xiàn)次數(shù) 編碼A 10 0 A 10 00B 8 0 B 8 01C 7 1 C 7 10D 5 1 D 5 11香農(nóng)-范諾編碼哈夫曼編碼（無損熵編碼）行程編碼（無失真）僅存儲一個像素值以及具有相同顏色的像素數(shù)目的圖象數(shù)據(jù)編碼方式稱為行程編碼，或稱游程編碼，常用RLE（Run-Length Encoding）表示。RLE壓縮編碼尤其適用

5、于計算機生成的圖形圖像，對減少存儲容量很有效果，尤其適用于二值圖。行程：把具有相同灰度值（顏色值）的一些像素序列稱為一個行程。例如：5555557777733322221111111 行程編碼為：（5，6）（7，5）（3，3）（2，4）（l，7）?？梢?，行程編碼的位數(shù)遠遠少于原始字符串的位數(shù)。 行程編碼（無失真）差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）（線性預(yù)測）原理：主要是基于圖像中相鄰元素間的數(shù)據(jù)具有較強的相關(guān)性，每個像素可以根據(jù)以前已知的幾個像素值進行預(yù)測。在DPCM編碼中，編碼和傳輸?shù)牟皇窍袼刂当旧?，而是這個取樣值的預(yù)測值。非預(yù)測編碼線性預(yù)測編碼的基礎(chǔ)和前提是將整個圖像域視為一個平穩(wěn)隨機過程，其自

6、相關(guān)系數(shù)與像素在圖像信源數(shù)據(jù)域中的位置無關(guān)。線性預(yù)測系數(shù)是一種近似條件下的常數(shù)，它忽略了不同像素之間的個性條件，因此存在一些不足之處。非線性預(yù)測則充分考慮了圖像的統(tǒng)計特性和圖像信源數(shù)據(jù)的個別變化情況，即力求使預(yù)測系數(shù)與圖像的實際局部特性相一致，通過使預(yù)測系數(shù)隨預(yù)測條件變化，從而進一步提高壓縮編碼的性能。圖像的變換編碼變換編碼主要包括DFT變換，K-L變換，WHT變換，DCT變換和小波變換編碼等。基本原理：將空域中描述的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過某種變換，轉(zhuǎn)換到新的變換域中進行描述，在變換域中達到改變能量分布的目的，將圖像能量在空間域的分散分布，變?yōu)樵谧儞Q域中的相對集中分布，從而實現(xiàn)對信源圖像數(shù)據(jù)的有效壓縮。正交變換：是一種數(shù)據(jù)處理手段，它將被處理的圖像信源數(shù)據(jù)按照正交變換規(guī)則映射到另一個域處理。圖像數(shù)據(jù)正交變換后不改變信源的熵值，圖像的信息量沒有損失，但是數(shù)據(jù)的分布規(guī)律發(fā)生了很大的改變，像素之間的相關(guān)性下降。數(shù)據(jù)壓縮編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)JPEG , MPEG , H.261標(biāo)準(zhǔn)等。JPEG是Joint Photographic Experts Group（聯(lián)合圖像專家小組）的縮寫。JPEG專家組開發(fā)了兩種基本的壓縮算法，一種是以離散余弦變換DCT為基礎(chǔ)的有損壓縮算法；另一種是以預(yù)測技術(shù)為基礎(chǔ)的無損壓縮算法。MPEG是Moving Picture E