图像处理基础-距离与邻域概念解析

"该资源是电子科技大学光电信息学院2013年9月9日的一份教学资料，由彭真明教授提供，主要探讨图像处理的基础知识，包括图像的视觉感知、获取与显示、表示以及数字图像的文件格式。特别强调了图像的邻域概念，如3×3和5×5邻域，以及4邻域N4(p)和8邻域N8(p)在图像处理中的应用。" 正文: 图像处理是计算机科学的一个重要领域，它涉及对图像数据进行分析、操作和转换以获取有用信息或改进视觉效果。在这个过程中，理解和掌握图像的基本表示方法至关重要。 一、图像的视觉感知 人眼作为主要的视觉感知器官，其结构复杂且功能强大。主要包括角膜、虹膜、晶状体、视网膜、脉络膜和玻璃体等组成部分。视网膜上有两种主要的感光细胞——杆状细胞和锥状细胞，它们分别负责捕捉亮度和颜色信息。杆状细胞数量多，对光线敏感，主要在低光照条件下工作；而锥状细胞虽然较少，但能感知丰富的色彩。 二、图像的表示 在数字图像处理中，图像通常被表示为像素阵列，每个像素代表图像中的一小部分区域。邻域概念在此时尤为重要。3×3邻域指的是以一个像素为中心，包括其自身在内的周围8个像素；5×5邻域则扩展到了25个像素。4邻域N4(p)包含直线上相邻的像素，即上、下、左、右四个方向；8邻域N8(p)则包括斜向上的邻居，即包含了4邻域加上对角线上的像素。这些邻域定义了在图像处理操作中，如滤波、边缘检测等，影响一个像素的相邻像素范围。 三、数字图像的文件格式 数字图像的存储和传输通常依赖于特定的文件格式，如JPEG、PNG、BMP和TIFF等。JPEG适用于连续色调的图像，采用有损压缩，牺牲部分质量来减小文件大小；PNG支持透明度，适用于网页设计和图标，是无损压缩格式；BMP是未经压缩的位图格式，文件较大；而TIFF则是一种灵活的多层图像格式，常用于专业图像编辑。 此外，图像的获取和显示涉及到成像设备如相机、扫描仪，以及显示器的工作原理。理解这些基本概念对于深入学习图像处理技术是非常必要的。图像的视觉感知、表示以及文件格式的选择直接影响到最终图像的质量和处理效率，是图像处理领域的基础基石。