【DIP】2011-2012 春季学期数字图像处理复习知识整理


2011-2012 春季学期 数字图像处理复习知识整理

前言:

① 这篇文章根据XX自认为是给分点的关键词加下划线和斜体

② 这篇文章会对XX听老师说的重点程度以不同颜色标记其标题或加粗

③ 如果发现我整理的知识点有遗漏或者错误的话欢迎各位童鞋(尤其是昨天去答疑了的童鞋)拍砖指正~

④ 带有标记的是XX感觉还不清楚或者有疑问的,希望大家多多提点~

⑤ 带有标记的是XX认为必考的知识点,各位童鞋多多关注~

⑥ 本文内容格式为:<1> 本章复习大纲 + <2> 知识点细化

⑦ 本文似乎更像一种知识导读类型的文章,不喜者慎入

⑧ 以下内容包含王路老师的复习内容,丁广太老师的复习内容本文收录,文章中出现的大多数截图版权归王路老师的PPT所有

 祝大家复习Happy ~

第一部分:考试周边

1.重点是各章主题词及课上复习内容,及这学期的作业

2.试卷题型及分值分布

填空题(30)+选择题(15)+是非判断题(10)+计算和算法设计(35)+简答(10)

3.答疑地点

6月5日 周2全天 行健楼308室  早上9点30 – 下午4点

4.考试时间和地点:

6月7日 周4 14:15-16:15Ⅰ教101

第二部分:正文

1章 绪论

(一) 本章复习大纲

要求:掌握《数字图像处理》理论及技术的基础性概念;掌握数字图像处理这门学科的基本理论及技术架构;熟悉其应用领域,硬件系统及设备

1.1.数字图像及应用

数字图像,各种电磁波谱及各种图像成像技术,以及图像处理在各种行业当中的应用,不同波段的图像,图像类型,图像应用领域

1.2.图像工程概述

图像处理3层次,数字图像处理与其他学科的关系

1.3.图像表示和显示

图像与函数,像素,图像的矩阵表示,图像的解析表示,图像输出设备

1.4.数字图像存储格式

存储器件,图像文件格式

主题词:不同波段的图像数字图像数字图像处理系统图像处理图像分析图像理解图像的矩阵表示半调输出BMPGIFTIFFJPEG

(二) 知识点细化:

1.1 图像及应用

图像的定义:图像是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的,可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体。P1

(注:引用朱文浩老师一句话:这个是咱们XXXX这门课的尊严。)

数字图像的定义:(书上P11页:离散化了的图像)

what_is_digital_image
what_is_digital_image

1.1.1 不同波段的图像(注:文中用该颜色标记代表:“主题词”,也就是理论上的重点)P1~P4

    应该是了解下各个波段的排列顺序即可

different_frequency_of_light.png
different_frequency_of_light.png

① 宇宙γ射线图像:0.001nm,能量极高:1011 eV

② X射线图像:0.001~10nm,医学诊断、治疗

③ 紫外线图像:10~400nm

④ 可见光图像:400~700nm(注:书上说是400~800nm

⑤ 红外线图像:0.78~1000μm,反映热度分布

⑥ 无线电波图像

⑦ 交流电波图像

1.1.2 不同类型的图像P4~P8

    2D图像、3D图像、彩色图像、多光谱图像、立体图像、多视图像、深度图像、纹理图像、投影重建图像……

① 3D图像:坐标空间为3维,需要用三元函数f(x,y,z)来表示的图像

② 彩色图像:用3个性质空间(如:RGB)的数值来表示

③ 多光谱图像:多波段图像(如:遥感图像)

④ 立体图像:双目图像

⑤ 序列图像:运动图像,时间上有一定顺序和间隔,内容上相关的一组图像,

⑥ 深度图像:其灰度反映场景中景物与摄像机之间距离信息的图像

⑦ 纹理图像:侧重反映物体表面的特性,因为纹理是物体表面的固有特征之一。

⑧ 投影重建图像:CT,磁核共振,雷达图像

⑨ 合成图像

1.1.3 图像应用领域P9

① 视频通信 ② 文字档案 ③ 生物医学 ④ 遥感测绘 ⑤ 工业生产 ⑥ 军事 ⑦ 交通 ⑧ 公安安全

1.2 图像工程概述

1.2.1 图像工程的3个层次

① 图像处理:着重强调在图像之间的变换。

② 图像分析:主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量。

③ 图像理解:重点是在图像分析的基础上,进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的联系,并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释,从而指导和规划行动。

图像工程的3个层次
图像工程的3个层次
图像工程的3层次
图像工程的3层次

数字图像处理与其他学科的关系:

计算机图形学、模式识别、计算机视觉

数字图像处理与其他学科的关系
数字图像处理与其他学科的关系

1.3 图像表示和显示

1.3.1 图像和像素

图像与函数,像素,图像的矩阵表示,图像的解析表示,图像输出设备

① 图像和表示

图像与函数:一幅图像可以用一个2D函数 f(x,y)来表示(计算机中为一个2D数组),xy表示2D空间XY中一个灰度坐标点的位置,而f代表图像在点(x,y)的某种性质的数值。

② 像素和表示

像素:一幅图像可分解为许多个单元。每个基本单元叫做图像元素,简称像素

要表示图像就需要表示其各个元素,对像素也可用f(x,y)来表示,此时xy表示像素的空间位置,而f则代表像素的灰度值

图像的矩阵表示一幅图像可表示为一个2DM*N的矩阵(其中每个元素表示一个像素,MN分别表为图像的行数和列数)

图像的矩阵表示
图像的矩阵表示

图像输出设备

1.3.2 图像显示 

① 半调输出P13~P14 

半调输出的原理是利用人眼的集成特性,在每个像素位置打印一个其尺寸反比于该像素灰度的黑圆点,即在亮的图像区域打印的点小,而在暗的图像区域打印点大。

这个方法通过减少图像的空间分辨率来增加图像的幅度分辨率,所以有可能导致图像采样过粗而影响图像的显示质量。

② 抖动技术 P14 注:复习大纲中没有,所以……减负……

1.4 图像存储与格式

BMP: Windows环境中的一种标准图像格式,也称位图文件。包括三个部分:① 位图文件头 ② 位图信息 ③ 位图阵列(即图像数据)

GIF公用的图像文件格式标准,8位文件格式(一个像素一个字节),最多存储256色图像。采用改进的LZW算法压缩,压缩比1:1~3:1。可以有动态图。

TIFF: 独立于操作系统和文件系统的格式,便于在软件之间进行图像数据交换。TIFF格式的描述能力很强,可指定私人用的标识信息。

JPEG: 对静止灰度或彩色图像的一种国际压缩标准,尤其适用于拍摄的自然照片在数字照相机上得到广泛应用。采用有损编码格式。

下一章:第2章 图像采集