数字图像的基本运算.ppt
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1、电子科技大学 光电信息学院 二一二年2月27日,第三章 数字图像的基本运算,The basic operation for digital images,彭真明 E-mail: pengzm_,主要内容,引言 数字图像的代数运算 数字图像的逻辑运算 数字图像的几何变换 图像的插值方法,主要内容,引言 数字图像的代数运算 数字图像的逻辑运算 数字图像的几何变换 图像的插值方法,一、引言,主要内容,引言 数字图像的代数运算 数字图像的逻辑运算 数字图像的几何运算 图像的插值方法,主要应用: (1) 对同一场景的多幅图像求平均值,降低加性噪声; (2) 一幅图像叠加到另一幅图像上去,达到二次暴光(D
2、ouble-exposure)的效果。,二、代数运算 (Algebraic operations),2.1 加运算,原理:对于原图像f(x,y),有一个噪声图像集gi(x,y),i =1,2,.K。 gi(x,y)=f(x,y)+ni(x,y) 其中,ni(x,y)是第i帧图像中的实际噪声的分布情况,假设符合某种特定的噪声分布n(x,y) , n(x,y)的均值为0,方差为 ,且n(x,y)中的不同位置(x,y)处的噪声分布互不相关。,多幅图像求平均值,降低加性噪声。,二、代数运算 (Algebraic operations),2.1 加运算,则M个图像的均值为: 可以证明【下面结论说明什么?
3、】:,二、代数运算 (Algebraic operations),多幅图像求平均值,降低加性噪声。,M=1,M=2,M=4,M=16,多幅图像求平均值举例,应用实例,二、代数运算 (Algebraic operations),图像加运算生成图像叠加效果。,对于两个图像f1(x,y)和f2(x,y),二者均值有:,则可以得到二次暴光的效果。,加运算生成图像叠加效果举例,应用举例,图像加运算简单图像融合,推广公式为:,应用举例,可以得到各种图像合成的效果,也可以用于两张图片的衔接。,加运算生成图像叠加效果举例,千手观音,应用举例,加运算生成图像叠加效果举例,应用举例,什么叫图像融合? 图像融合就是
4、充分利用多幅图像信息,通过对观测信息的合理支配和使用,把多幅图像在空间或时间上的互补信息,依据某种准则进行综合处理。获得对场景的一致性解释或描述,使融合后的图像比参加融合的任意一幅图像更优越、更精确地反映客观实际。,图像融合(Image fusion),(1) 对应像素取最大值 (2) 对应像素取最小值 (3) 对应像素取平均值 (4) 加权平均法 (5) 高级融合技术,图像融合一般规则,对应像素取小值融合,图像融合效果展示,应用举例,对应像素取平均融合,图像融合效果展示,应用举例,对应像素加权平均融合,图像融合效果展示,应用举例,小波多尺度分解融合,图像融合效果展示,应用举例,主要应用: (
5、1) 去除一幅图像中不需要的加性图案,如缓慢变化的背景阴影, 周期性噪声等; (2) 检测同一场景的两幅图像之间的变化; (3) 运动检测。,二、代数运算 (Algebraic operations),2.2 减运算 图像相减即在两幅图像之间对应像素做减法运算。,原始图像,背景图像,差图像,图像相减消除背景,应用举例,图像相减检测同一场景两幅图像之间的变化,设: 时间1的图像为f1(x,y), 时间2的图像为f2(x,y) g(x,y) = f2 (x,y) - f1(x,y),=,-,应用举例,左上: 某序列图像的第100帧; 下:某序列图像的第300帧; 右上: 两幅图像相减并取绝对值显示
6、的结果,图像相减运动检测,应用举例,二、代数运算 (Algebraic operations),2.3 乘运算 图像相乘即在两幅图像之间对应像素做乘法运算。,图像相乘局部显示,应用举例,主要应用 可产生对颜色和多光谱图像分析十分重要的比率图像。,二、代数运算 (Algebraic operations),2.4 除运算 图像相除即在两幅图像之间对应像素做除法运算。,左上:遥感图像f1(x,y); 右上:遥感图像f2(x,y); 下:f1与f2之比。,图像相除比率图像,应用举例,主要内容,引言 数字图像的代数运算 数字图像的逻辑运算 数字图像的几何变换 图像的插值方法,要点: 求反 异或 或 与
7、,三、逻辑运算(Logical operations),主要应用 (1) 获得一个阴图像; (2) 获得一个子图像的补图像。,三、逻辑运算(Logical operations),3.1 求反,求反运算获得阴图像,应用举例,255 ,=,求反运算求子图像的补图像,应用举例,主要应用 (1) 获得相交子图像; (2) 绘制区别于背景的、可恢复的图形。,三、逻辑运算(Logical operations),3.2 异或,=,异或运算 获得相交子图像,应用举例,原图,异或画图,异或恢复原图,异或运算绘制区别于背景的、可恢复的图形,应用举例,主要应用 合并子图像;,三、逻辑运算(Logical ope
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