数字图像处理：结构分析与关键格式

"结构分析法-数字图像处理的基本概念" 在数字图像处理领域，结构分析法是一种重要的技术，它主要用于从图像中提取区域的形状特征。这种方法利用二值图像的四叉树表示，能够有效地计算出诸如欧拉数、区域面积、矩、形心和周长等特征。欧拉数是一个拓扑特性，对于一个闭合的二值图像，它表示连通组件的数量减去孔的数量；区域面积则表示图像中特定对象占据的像素数量；矩是一系列数学上的积分，可以反映区域的形状特性，如中心矩可以确定物体的几何中心；形心是区域质心的位置，可以通过矩的计算得出；周长则是图像边界像素的总数。 另一方面，区域外形变换法是对区域边界进行各种操作以提取形状特征。这包括使用付立叶描述算子来分析边界频率信息，Hough变换和广义Hough变换用于检测直线和其他几何形状，以及通过多项式逼近方法来简化边界，得到区域的骨架。这些转换将复杂的边界表达为向量或数值形式，便于后续的形状分析和识别。 数字图像的表示通常采用二维矩阵的形式，每个像素对应矩阵中的一个元素。图像的原点位于左上角，正x轴向下，正y轴向右。例如，一个大小为MxN的图像可以用一个MxN的矩阵来表示，其中的每个元素f(i, j)代表对应位置的像素灰度值。 图像的直方图是理解图像统计特性的重要工具。直方图是一个离散函数，表示每个灰度级在图像中出现的次数。归一化的直方图则表示灰度级出现的概率。通过对直方图的操作，可以实现图像增强、压缩和分割等处理。直方图在许多空间域处理技术中起到基础性作用。 在数字图像的存储方面，常见的文件格式有： 1. BMP（Bitmap）：是Windows操作系统中的标准格式，未经过压缩，占用存储空间较大。 2. GIF（Graphics Interchange Format）：支持无损压缩，最多可以有256种颜色，分为GIF87a（存储单幅图像）和GIF89a（支持动画）两个版本。 3. JPEG（Joint Photographic Experts Group）：适用于24位真彩色图像，采用有损压缩，压缩比高。JPEG2000是其升级版，提供更高的压缩率，支持有损和无损压缩，以及渐进传输。 4. PNG（Portable Network Graphics）：支持索引颜色和真彩色图像，提供透明效果，广泛应用于网络和绘图软件。 了解并掌握这些基本概念和技术对于深入研究和应用数字图像处理至关重要。它们构成了图像分析、识别、理解和应用的基础。