数字图像处理(MATLAB版)学习笔记——第1章 绪言

Posted 2020-09-08 静哥哥

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0、下定决心

当当入手数字图像处理一本，从此开此正式跨入数字图像处理大门。以前虽然多多少少接触过这些东西，也做过一些相关的事情，但感觉都不够系统，也不够专业，从今天开始，一步一步地学习下去，相信会有成果的。

1、本章知识点结构

 下面的思维导图主要用xmind制作。知识点是对第1章的一些个人认为比较重要的知识概括了一下，然后加了自己的一点点理解。

2、书中例子实践

 第一个例子，试一试手。

1 function f = twodsin(A, u0, v0, M, N)
2 f = zeros(M, N);
3 for c = 1:N
4     v0y = v0 * (c - 1);
5     for r = 1:M
6         u0x = u0 * (r - 1);
7         f(r, c) = A * sin(u0x + v0y);
8     end
9 end

运行速度，只要0.0154秒，但是书上的用了0.0471秒，看来我的电脑比作者的电脑好了不少哈，或者是高版本的MATLAB(2014a)，优化做得更好。

>> timeit(@() twodsin(1, 1/(4*pi), 1/(4*pi), 512, 512))

ans =

    0.0154

将第一个例子的第2行注释掉，运行如下，果然速度还是下降了不少，所以还是预分配内存比较好。

>> timeit(@() twodsin(1, 1/(4*pi), 1/(4*pi), 512, 512))

ans =

    0.0263

 就是一个二维的sin(x,y)函数，它的幅度就表示亮度，如下图所示，黑白正弦起伏，感觉很不错的，MATLAB果然很强大。

>> f=twodsin(1, 1/(4*pi), 1/(4*pi), 512, 512);
>> imshow(f,[]);

当然此例子的关键不在画出图像，而是要通过向量化的方式将上述函数中的两个for循环去掉，从而提高算法的速度。

1 function f = twodsin2(A, u0, v0, M, N)
2 r = 0:M-1;
3 c = 0:N-1;
4 [C, R] = meshgrid(c, r);
5 f = A * sin(u0 * R + v0 * C);

同样的参数，只用了0.0072，比上个0.0154，快了50%多。

>> timeit(@() twodsin2(1, 1/(4*pi), 1/(4*pi), 512, 512))

ans =

    0.0072

对meshgrid(M,N)函数，我是直接把它理解为生个一个网格，这个网格的就是MxN的面积大小，而向量M和N中的元素，就是这个网格上的点，可以用如下图来表示，更加直观一点，如理解有误，欢迎指正。

上述网格表示的是如下meshgrid，有了图，应该非常容易理解。

>> [X,Y]=meshgrid(1:3,10:14)

X =

     1     2     3
     1     2     3
     1     2     3
     1     2     3
     1     2     3


Y =

    10    10    10
    11    11    11
    12    12    12
    13    13    13
    14    14    14

总结一下

通过对本章的学习，对图像的理解，更加深入，可以从数学的角度来看一幅图像，同时，也更加清楚以明白图像的信息是如何存储的。这一章中，也讲子许多MATLAB的技巧，很实用，也深深体会到了MATLAB处理矩阵的强大功能，这一优势确实是C/C++/C#等语言无法比拟的。路漫漫，吾必将上下求索。Keep on！！

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