数字图像处理复习.ppt
数字图像处理,CLASS REVIEW,知识要点,一、视觉基础二、灰度直方图三、点运算四、代数运算五、几何运算六、图像变换和增强七、图像重建和图像编码,视觉基础,佳能的1600万像素单反相机EOS 500D，所拍相片最高分辨率为47523168像素，每像素用RGB三个8bit分量表示，如将所拍像片用BMP图像格式保存，每幅照片大小为多少字节？若采用Class4的SDHC存储卡存储照片，保存照片需要多少时间（给出上限和下限）？(SDHC存储卡速度：Class 2，2MB/S；Class 4，4MB/S；Class 6，6MB/S)解答：所需空间为475231683+14+40=45163062B(或45.2M B)；最慢：45.163062/4=11.29S最快：45.163062/6=7.53S,对于某视频信号，画面大小为19201080像素，30帧/秒，每像素用RGB三个8bit分量表示，请问无压缩地存储一分钟的信号需要多少硬盘空间？解答：表示一个像素需要24bit，因此，无压缩地存储一分钟信号需要的硬盘空间为1920108030602489579520000 bit10935000KB10.4GB。,BMP文件格式,有一幅33的24bit图像，R、G、B三个分量示意图如下图所示，其对应的无压缩bmp文件结构如下表格所示，请在下表的空格中填上合适数值，使表格所对应的bmp文件完整。解答：,代数运算,设计灰度范围从（50，200）压缩为（80，150）的线性变换表达式。解答：得到,Y=KX+B,例如，当a=50,b=80,c=20,d=140时，即采用下式：,灰度范围的线性变换,有一幅图像如表所示，由于干扰，在接收时图中有若干个亮点噪声（灰度为255），请给出中值滤波处理后的图像。解答,图像增强,图像变换,有一幅44的数字图像I，具体如下所示，求其二维WALSH变换后的结果F解答：,下图左边所示是一个44的图像，经过33模板的Prewitt变换后变成右边图像，请在右边图像中填上变换后的图像数据，并给出中间过程。,解答：Prewitt模板为,用dx对原图进行模板操作后为,解答：Prewitt模板为,用dy对原图进行模板操作后为,最后结果,点运算,一幅32级灰度图像包含了在灰色背景上直径是12英寸的黑色留声机唱片，该唱片带有一个正方形的白色标记。下面给出了图像的直方图。试问像素间的间距是多大？白色标记的尺寸是多大？0，0，0，0，100，200，3000，5000，2000，200，100，0，0，200，3000，8000，4000，200，0，0，50，100，300，200，50，0，0，0，0，0，0，0 解答：统计黑色区域像素个数为10020030005000200020010010600；统计白色区域像素个数为5010030020050700；留声机唱片的像素个数为n=10600+700=11300；留声机唱片区域的面积为S3.14(12/2)2=113平方英寸；则每一像素的面积为S/n0.01平方英寸；所以像素间的间距为0.1英寸；所以白色标记的面积为7000.017平方英寸。,一幅20级灰度图像包含了在灰色背景上的白色台球，下面给出了图像的直方图，已知象素间距是1mm，试问台球半径是多少？0，100，200，4000，8000，3000，900，100，0，0，100，200，300，400，500，726，500，100，0，0解答：统计白色区域像素个数为1002003004005007265001002826；白色台球的面积为2826平方毫米；因为，所以台球半径为30mm,已知一个33的图像I如下所示，用最临近插值法计算以左下角为中心，图像顺时针旋转30度后的结果F，超出原图边界部分用X表示，要求有主要计算方法和过程，其中cos(PI/6)0.866，sin(PI/6)0.5。解答：基本思路是根据新图像的坐标(x,y)，利用反变换找到其在原图像中的位置(x,y)，然后找到该位置最近点的灰度值，直接使用即可，若原图像中点不存在，则用X标记。,将旋转角度代入公式：得到,新图（0,0）对应原图（0,0），所以新图（0,0）灰度值为17 同理可得：新图（1,0）对应原图（0.866,0.5）（1,1）新图（2,0）对应原图（1.732,1）（2,1）新图（3,0）对应原图（2.598,1.5）（3,2），不存在新图（0,1）对应原图（0.5,0.866）（1,-1），不存在新图（1,1）对应原图（1.366,-0.366）(1,0)新图（2,1）对应原图（2.232,0.134）(2,0)新图（3,-1）对应原图(3.098,0.634)（3,1），不存在新图（0,1）对应原图(-0.5,0.866)（-1,1），不存在新图（1,1）对应原图(0.366,1.366)(0,1)新图（2,1）对应原图(1.232,1.866)(1,2)新图（3,1）对应原图(2.098,2.366)(2,2)新图（0,2）对应原图(-1,1.732)（-1,2），不存在新图（1,2）对应原图(-0.134,2.232)(0,2)新图（2,2）对应原图(0.732,2.732)(1,3)，不存在新图（3,2）对应原图(1.598,3.232)(2,3)，不存在,最后结果为,请给出灰度直方图的定义。并根据下面66的3bit图像，画出该图像的直方图。解答：图像的直方图包含了丰富的图像信息，描述了图像的灰度级内容，反映了图像的灰度分布情况，横坐标表示图像中各个像素点的灰度级，纵坐标为各个灰度级上图像像素点出现的个数或出现概率。（1，6，8，10，5，3，2，1）,已知一个35的图像I如下所示，请用最邻近插值法给出水平方向缩放3/5倍后的变换结果F解答：基本思路是根据新图像的坐标(x,y)，利用反变换找到其在原图像中的位置(x,y)，然后找到该位置最近点的灰度值，直接使用即可，若原图像中点不存在，则用X标记。坐标变换关系为：,已知一个35的图像I如下所示，请用最邻近插值法给出水平方向缩放3/5倍后的变换结果F解答：新图（0,0）对应原图（0,0），所以新图（0,0）灰度值为1 同理可得：新图（1,0）对应原图（1.7,0）（2,0）新图（2,0）对应原图（3.3,0）（3,0）新图（0,1）对应原图(0,1)新图（1,1）对应原图(1.7,1)(2,1)新图（2,1）对应原图(3.3,1)(3,1)新图（0,2）对应原图(0,2)新图（1,2）对应原图(1.7,2)(2,2)新图（2,2）对应原图(3.3,2)(3,2)：,所以结果图像为：,一个离散无记忆信源，共有6个符号A、B、C、D、E、F，其出现概率分别为f(A)=0.38，f(B)=0.32，f(C)=0.2，f(D)=0.06，f(E)=0.03，f(F)=0.01，试对该6个符号进行Huffman编码；该Huffman码的编码效率是多少？（已知：log20.381.4，log20.321.64，log20.22.32，log20.064.06，log20.03=5.06，log20.01=6.64）解答：A为0，B为11，C为101，D为1001，E为10001，F为10000如果小概率为1，大概率为0，也可以。Huffman编码的平均码长：1*0.38+2*0.32+3*0.2+4*0.06+5*0.04=2.06 bit；信源熵为：A=-pi log2pi 求和-0.38log20.38-0.32log20.32-0.2log20.2-0.06log20.06-0.03*log20.03-0.01*log20.01=0.532+0.5248+0.464+0.2436+0.1518+0.0664=1.9826；编码效率为：1.9826/2.06=96.2%,通过举例，详述JPEG编码的全过程1）分成88小块2)DCT变换3)对DCT系数矩阵进行量化4)将量化后的矩阵进行zigzag扫描，得到一维数组5)第一个直流分量采用块间DPCM方式编码6)余下63个数据采用交流系数编码方式i）分组；ii）主体编码；iii）附加编码；iv）主体编码进行huffman编码；,
