读书报告格式图片

第三章灰度变换与空间滤波

这一周主要看了一篇论文和《数字图像处理》的第三章内容，第三章的内容主要包括：背景知识、一些基本的灰度变换函数、直方图处理、空间滤波基础、平滑空间滤波器、锐化空间滤波器、混合空间增强法、使用模糊技术进行灰度变换和空间滤波。

3.1背景知识

3.1灰度变换与空间滤波基础

空间域处理可用该式表示：g(x,y)?t[f(x,y)],其中f(x,y)是输入图像，g(x,y)是处理后的图像，t是在该点邻域上定义的关于f的算子。算子可应用于单幅图像或图像集合。空间域与变换域比起来计算更有效，执行所花的资源更少。

3.2一些基本的灰度变换函数

灰度变换是所有图像处理中最简单的技术。r和s分别别代表处理前后的像素值。图像反转：

s=l-1-r 使用这种方式反转一幅图像的灰度级，可得到等效的图片底片。这种类型的处理特别适用于增强在一幅图像的暗区域中的白色或灰色细节，特别是当黑色面积在尺寸上占主导地位时。

对数变换：

s?clog(1?r) c是常数，并假设r?0。该变换根据特性曲线，将输入中范围较窄的低灰度值映射为输出中较宽范围的灰度值，对高输入灰度值亦如此，这样的效果就是可以增加一些低灰度值的一些细节，但带来的问题是他降低了图像的对比度，使背景有冲淡的感觉。

幂律变换：

s?cr?

c和?为正常数。与对数变换的情况类似，部分?值的幂律曲线将较窄范围的暗色输入值映射为较宽的输出值，相反地，对于输入高灰度级值时也成立。根据伽马值的不同，可以输出不同程度的变换曲线，可以根据具体图像的特征，设置合适的?值，使图像的对比度与细节清晰度达到一个最佳的比例。可以使用幂律变换进行对比度增强。

分段线性变换函数：

最简单的分段线性函数之一是对比度拉抻变换。低对比度图像可由照明不足，成像传感器动态范围太小，甚至在图像获取过程中镜头光圈设置错误引起。对比度拉抻是扩展图像灰度级动态范围处理，因此它可以跨越记录介质和显示装置的全部灰度范围。

灰度级分层处理有许多方法实现，大多数方法是两种基本方法的变形。一是将感兴趣范围内的所有灰度值显示为一个值，而将其他灰度值显示为另一个只，该变换产生了一幅二值图像。而是是感兴趣的范围的灰度变亮或变暗，而保持图像中其他灰度级不变。突出图像中特定灰度范围的亮度通常是最重要的，其应用包括增强特征。

比特平面分层是将一幅图像分为几个比特平面，对于分析图像中每个比特的相对重要性以及图像压缩都很有用。

3.3直方图处理

直方图主要是利用概率的概念将整幅图像的每一个灰度级所占总灰度级的百分比进行显示，来表征整幅图像的大体特征，其主要特征是一阶距（图像的平均灰度）以及二阶距（灰度方差即图像对比度的度量）。可用于图像增强、图像压缩与分割等。

1.直方图均衡

对于灰度映射要求满足输入与输出的灰度区间一致，以及灰度映射是个严格单调递增函数，这是为了保证当进行反映射时确保一一对应，防止出现二义性。而且对于输出的s是由

一个均匀的pdf（概率密度函数）表征的，即

ps(s)?pr(r)dr11?pr(r)? ds(l?1)pr(r)l?1 可以得出的输出与的输入形式无关。这就引出直方图均衡化的概念，使整个图像的灰度

分布尽量均衡化，使图像显示的有关细节更加清晰，消除过亮或过暗的现象。

2.直方图匹配（规定化）

均衡化是普遍适用的，但应对我们对某些特定的显示要求，引出一些特殊的“均衡化”，

即直方图的规定化。我们引入变换函数，使得

g(z)?(l?1)?pz(t)dt?s 0z 于是可以通过z与s的关系，来求得z，将带入z与s的关系中，便可以得到直方图规

格化的输出与输入灰度之间的映射关系。

直方图规定化在原理上是简单的。在实践中一个共同的困难是寻找t(r)和g的有意义的

表达式。而在处理离散量时，问题可被大大简化。

3.局部直方图处理

直方图处理技术很容易适应局部增强。该过程是定义一个邻域并把该区域的中心从一个

像素移至另一个像素。在每个位置，计算邻域中的点的直方图，并且得到的不是直方图均衡

化，就是规定化变换函数。这个函数最终用于映射邻域中心像素的灰度。然后邻域的中心被

移植一个相邻像素位置，并重复该过程。这种方法与区域每移动一个像素位置就计算邻域中

所有像素的直方图相比有明显优点。但是通产会产生棋盘效应。

3.4空间滤波基础

这一节主要应用于平滑和去噪或增强领域，空间滤波器是由一个邻域，对该邻域包围的

图像像素执行的预定义操纵组成。其滤波操作为： ?1 g(x,y)?

s??at??b??w(s,t)f(x?s,y?t) ab 其中w(s,t)是滤波器，实质就是计算每个位置与相应滤波器乘积之和的处理。这里引出

两个概念：空间相关和卷积，卷积与空间相关类似，但滤波器首先要旋转180两者在滤波器

与离散单位冲击的运算当中所得到的结果是一致的，得到两者的公式为：

相关：w(x,y)☆f(x,y)??

s??at??b

ab??w(s,t)f(x?s,y?t) ??w(s,t)f(x?s,y?t) ab卷积： w(x,y)★f(x,y)? s??at??b

那么对于其响应特性r，则有其向量形式的表示：

r?w1z1?w2z2???wmnzmn??wkzk?wtz k?1mn

对于上述滤波机理，根据滤波器的不同功能特性，有平滑空间滤波器和锐化空间滤波器

之分。

平滑空间滤波器：平滑滤波器用于模糊处理和降低噪声。有均值滤波器（线性）和中值

滤波器（非线性）两类。均值滤波器的响应特性r是由模板定义的邻域内像素灰度的平均值

构成，使图像显得更为平滑，使之对感兴趣的物体得到一个粗略的描述而模糊图像，将较小

的物体的灰度与背景混合在一起，达到消除的目的，使较大物体变得易于检测。而中值滤波

器是一种非线性空间滤波器，它的响应以滤波器包围的图像区域所包含的像素的排序为基础，

然后利用统计排序结果决定的值代替中心像素的值。它的主要作用是使不同灰度的点看起来

更接近于它的相邻点，这就非常有利于消除椒盐噪声，只需要使用m?m中值滤波器来去除那

些相对于其邻域像素更亮或更暗并且其区域小于m/2（滤波器区域的一半）的孤立像素族。

锐化空间滤波器：用于增强特征与细节。跟平滑空间滤波器相反，采用空间微分来实现；

对于一阶微分需保证三点：a、在恒定灰度区域的微分值为零；b、在灰度台阶或斜坡处微分

值非零；c、沿着斜坡微分值非零。二阶微分则需保证：a、在恒定区域微分值为零；b、在灰

度台阶或斜坡的起点处微分值非零；c、沿着斜坡的微分值为零。然而在数字图像边缘处类似

于斜坡过渡，这样呆滞一阶微分产生较粗的边缘，而二阶微分产生由零分开的一个像素宽的

双边缘，于是在边缘处增强采用二阶微分来锐化。锐化有三种方法：

1.使用二阶微分进行图像锐化--拉普拉斯算子 2 ?2f(x,y)?f(x?1,y)?f(x?1,y)?f(x,y?1)?f(x,y?1)?4f(x,y) 我们使用拉普拉斯对图像增强的基本方法可表示为下式

g(x,y)?f(x,y)?c[?2f(x,y)]

2.非锐化掩蔽和高提升滤波

非锐化掩蔽的处理过程为：

1) 模糊原图像

2) 从原图像中减去模糊图像（产生的差值图像为模板）

3) 将模板加到原图像上令f(x,y)表示模糊图像，非锐化掩蔽以公式表示如下。首先得

到模板

gmask(x,y)?f(x,y)?(x,y), 然后在原图像上加上模板的一个权重部分

g(x,y)?f(x,y)?k?gmask(x,y) 当k=1时，我们得到定义的非锐化掩蔽。当k>1时，我们称为高提升滤波。k<1

则不强调非锐化模板的贡献。

3.使用一阶微分对（非线性）图像锐化--梯度

梯度处理常用语工业检测，不是辅助人工检测产品缺陷，就是更为通用地作为自动监测

的预处理。

总结：对于本章中的内容理解不够深刻，要加强理解和复习。篇二：怎么写读书报告

读书报告是一种非常有用的实用体裁，它可以帮助我们记录复习学过的知识并提高我们

的概括能力、综合能力、分析能力和评判能力。读书报告的写法如下：首先先按下面的提

纲做一些简单的笔记：

1、书名：书名及其出版年月

2、种类：如小说、传记、学习辅导、专著等

3、作者：姓名、国籍、出生年月

4、背景：时间、地点

5、主要人物：姓名

6、内容：主要情节、论述要点

7、简评：对此书的印象及评论

做好笔记之后，再根据自己的需要册繁就简写成一篇连贯性的短文。一般来说，读书报

告既要写出一本书的主要情节、论述要点，又要写出自己的看法和情感、反应和评论。在实

际操作时我们可以把它分成以下三种类型：

一、摘要式读书报告

所谓摘要式读书报告（summary-tape book report）就是只把原作的故事情节或论述要

点简要复述一遍，不掺杂自己的看法，不能随心所欲的发挥.但是必须自己审题、构思、布局，

按原文顺序，运用自己的话语将原著简述出来.

二、简评式读书报告

三、书评式读书报告

书评（book review）是一种专门体裁，常见于各类期刊、杂志.它篇幅较长，是针对最

近出版的文艺作品、学术专著、科学著作、词典、全书等而写的.书评式读书报告也分为四个

部分：1.书名、作者、出版社；2.全书概要，写明一本书分为几个章节，个章节标题或主题；

3.对每一章节内容从正反两方面作出评价；

4.对书的印刷质量作一评论.

1. 多读勤写

2. 注意分类整理

3. 以范例题材练习写读书笔记

4、获得资料渠道很多，像打工、参加社会活动、听演讲都是，但最好的方法就是看一份

以上的综合性报纸，尤其是评论性的文章可扩大自己视野与观点看法。还有专业性的杂志一

定要看，除补己之不足外，可就记者或学者的观点来分析研究，增加自己的认知内涵。纯休

闲式的课外读物，一样充满人生经验、生活智慧以及常识。上网找资料当然是最便利最快速

的好方法。

没有什么严格的格式，就像读后感一样，感想多就多写点，一二三四五点感受，感想不

多就少写点。可以先介绍一下你看的这本书，然后讲给你印象最深的是什么，受到什么启发，

对你以后的学习工作有什么帮助，就是这类的东西吧。如果是学术性文章的话，你可以写你

同意还是不同意的它的学术观点，不同意的话你自己如何的反驳它。或者如果你没有什么同

意不同意的话，可以把它的观点和另外的什么书进行比较，总之，读书报告没有固定的格式，

只要和你看的书沾边，写什么都可以的。

《简爱》读后感

《简爱》是一本具有多年历史的文学著作。至今已152年的历史了。它的成功在于它详

细的内容，精彩的片段。在译序中，它还详细地介绍了《简爱》的作者一些背景故事。从

中我了解到了作者夏洛蒂．勃郎特的许多事。她出生在一个年经济困顿、多灾多难的家庭；

居住在一个远离尘器的穷乡僻壤；生活在革命势头正健，国家由农民向工业国过渡，新兴资

产阶级日益壮大的时代，这些都给她的小说创作上打上了可见的烙印。可惜，上帝似乎

毫不吝啬的塑造了这个天才们。有似乎急不可耐伸出了毁灭之手。这些才华横溢的儿女，都

无一例外的先于父亲再人生的黄金时间离开了人间。惜乎，勃郎特姐妹！《简爱》这本

小说，主要通过简.爱与罗切斯特之间一波三折的爱情故事，塑造了一个出生低微、生活道路

曲折，却始终坚持维护独立人格、追求个性自由、主张人生平等、不向人生低头的坚强女性。

简.爱生存在一个父母双亡，寄人篱下的环境。从小就承受着与同龄人不一样的待遇：姨妈的

嫌弃，表姐的蔑视，表哥的侮辱和毒打......然而，她并没有绝望，她并没有自我摧毁，并

没有在侮辱中沉沦.所带来的种种不幸的一切，相反，换回的却是简.爱的无限信心，却是简.

爱的坚强不屈的精神，一种可战胜的内在人格力量. 不幸，在学习生活中，简.爱仍然是

承受着肉体上的受罚和心灵上的催残.学校的施主罗可赫斯特不但当着全校师生的面诋毁她，

而且把她置于耻辱台上示众.使她在全校师生面前丢尽了脸.但简.爱仍坚强不屈，化悲愤为力

量，不但在学习上飞速进步，而且也取得了师生们的理解. 不久，简.爱又陷入了爱情的

旋涡.个性及强的她同样保持着个人高贵的尊严，在情敌面前显得大家闺秀，毫不逊色，对于

英格拉姆小姐的咄咄逼人，她从容面对. 同样，在罗切斯特的面前，她从不因为自己是

一个地位低贱的家庭教师，而感到自卑，她认为他们是平等的.不应该因为她是仆人，而不能

受到别人的尊重.也正因为她的正直，高尚，纯洁，心灵没有受到世俗社会的污染。使得罗切

斯特感到自惭性秽，同时对她肃然起敬，并深深地爱上了她。他的真心，让她感动，她接受

了他.后来，简.爱发现罗切斯特已有了妻子，她的自尊自重再次出现，毫不犹豫地离开了他，

她对爱情的专一，让我敬佩. 最后，简.爱得知，罗切斯特为了拯救在活中的妻子不幸双

目失明.躯体严重残疾，完全丧失了生活能力，而同时又妻亡财毁.简.爱全身心的爱再次投入

了他的怀抱...... 从这本书中，可以看出它塑造了一个体现新兴阶级的某些要求的女性

形象，刻画了工业革命时期的时代精神

怎样写读书报告

一、读书报告有没有一定的格式

对初学写读书报告的同学来说，老师会介绍一般的格式给他们，让他们有所遵循。只要有书名、有作者，其它可集中读后感来写。最花费笔墨的是内容概要，其作用是让别人知道你看过这本书。至于写读后感的方式却是多种多样，没有任何规范。可以写成很抒情的散文，很尖锐的评论，很精辟的分析，很周详的比较……要看书的性质，也要看你感想的性质。

二、写读书报告的第一步

写读书报告的第一步是一面看书一面写，不论有什么感想，疑问和见解，都随即把它们写下来。如果书是自己的，可以直接写在书上；如果书不是自己的，就要准备一本读书札记簿，写在本子上。书看完了，把自己写下来的那些感受浏览一次，就会发现几个重要可以发挥的。把这几个重点列出来，有时间的话，把书有选择地再看一遍，以便你想论述的重点，找寻更多的资料或例证。有需要时，还可以再找其它有关的书籍来补充你的论点。这样，你阅读的收获会丰富得多，你写的读书报告也会有分量得多。

三、不要只读一本书

要把一本书的读书报告写好，除了对这本书要有较透彻的了解之外，还要对作者、对作者所处的时代，对这本书写作的背景有所了解。如果有条件的话，最好能同时找到其它有关的书来看，包括：1、作者的传记；2、作者其它作品；3、别人对这本书的研究；4、其它作者的回顾或有关著作（如巴金的《回想录》与杨绛的《干校十记》等）。当然不是每一个人都有条件或需要这样做，但能够这样做，写出来的读书报告一定扎实得多，丰厚得多。

四、赞扬与批评

初学写读书报告，大多拜倒在作品之前，大大夸奖一番。可是赞扬与批评都需要见地，公式化的赞美之词：内容丰富，描写细腻，刻画入微，感人肺腑，文章清丽……全是废话。赞要赞到作品的节骨眼上，最好是这本书独有的、最突出的优点。批评当然比赞扬更难，因为写读书报告的人学养往往逊于作者，要能指出一本书的缺点，而又能言之成理，使人信服，实在并非易事。但不容易并不表示不可以这样做，如果做得到，这篇读书报告会更容易受到欣赏。既指出优点又指出

缺点，当然是常用的做法，可是很容易变成一种公式，四平八稳的结果是不汤不水。因此赞扬不容易，批评难，又赞扬又批评也不简单。

五、点与面

读书报告可对一本书全面论述，全面的结果很容易流于浮面，样样都谈到了，但只是泛泛之论，倒不如抓住你最有感受、最有心得的几点来谈。因为你谈得集中、深入，自然能给读者比较深刻的印象。

六、不要引用太多

好的读书报告应以写报告人自己的意见为主要内容，原文可以作为举例加以引述，但不宜太多。引述其它人对这本书的看法也要适可而止，不要连篇累牍的抄。否则看过之后，只觉得大部分是别的唾余，写读书报告的只是一个人云亦云的抄录者。

七、读书报告的内容可包括：1、作者简介、内容概要；

2、本书在表达（如用一问一答的形式）、处理等方面的特别之处；

3、书中叫人深刻难忘的部分；

4、作者在书中传递的讯息；

5、个人最喜爱的部分；

6、对本书的评价和观感（如是否值得向其它读者推介）；

7、读后感：（1）书中情节引起的联想

（2）书中内容引起的疑问

（3）本书令你有何提醒、启发及反思

（4）本书引起的思想上的转变

（5）本书令你引发的期望

8、从本书有何收获；

9、引用本书或其它书籍的内容，或日常用语。

八、读书报告的撰写步骤：

（一）写版本阅读：为了比较准确理解原著精髓，推荐阅读“全本”；

（二）确立论题：每人根据阅读感受，自由选取一个自己最感兴趣的角度确立一个论题；

选择的角度要小，挖掘要深；

（三）收集资料：1、摘记原文：根据论题，摘录原著中的相关内容，制成摘记卡；

2、查书籍杂志到校图书馆，区图书馆或市图书馆，依据目录检索相关书籍。同

时也使学生更清楚了图书馆信息资源的利用；

（四）报告的内容：选题理由、确立观点、论述观点

（五）注意点：语言的流畅、观点与论述的一致。

（一）标题。标题可以有两种写法。一种是规范化的标题格式，即“发文主题”加“文

种”，基本格式为“××关于××××的读书报告”、“关于××××的读书报告”等。另一种

是自由式标题，包括陈述式、提问式和正副题结合使用三种。

（二）正文。正文一般分前言、主体、结尾三部分。

1．前言。有几种写法：第一种是写明起因或目的、时间和地点、对象或范围、经过与方

法，以及人员组成等

2．主体。这是报告最主要的部分，这部分详述报告研究的基本情况、做法、经验，以及

分析报告研究所得材料中得出的各种具体认识、观点和基本结论。

3．结尾。结尾的写法也比较多，可以提出解决问题的方法、对策或下一步改进工作的建

议；或总结全文的主要观点，进一步深化主题；或提出问题，引发人们的进一步思考；或展

望前景，发出鼓舞和号召

首先对你读的书要有整体概念，想要分享哪些重点内容，然后加入自己的理解制作顺序

可以按照书的目录，但是一定要有重点分享环节，ppt忌讳大篇幅的引用文字，偶尔可以借

用图片或者书里的经典句子帮助阐述重点，所以对书的理解度决定你这份报告的质量。一本

书通过ppt的方式展示，一定是展示你看过后理解的内容。以上是个人经验，希望对你有帮

助。

读书报告怎么写（转）作者：1734269621

一. 读书报告有没有一定的格式

对初写读书报告的同学来说，学校会有一般的格式要求，让其有所遵循。一般地，只要

有书名、有作者，其他可集中读后感来写。最浪费笔墨的是内容概要，惟一的作用是，让别

人知道你看过这本书。

后感的方式却是种种式式，没有任何规范。可以写成很抒情的散文，很尖锐的评论，很

精辟的分析，很周详的比较……要看书的性质，也要篇三：数字图像处理读书报告8 数字图像处理读书报告8 ——小波和多分辨率处理

——钱增磊

前言：本章节主要开始介绍一种全新的信号处理的方法——小波域分析，小波变换其实

是傅里叶变换的一种改进方式，将图像在频率域中的信息根据低频到高频的顺序进行信息的

分解，从而产生不同频率的信号，每个频率段所携带的信息会随着频率的增长而更注重细节，

对这些分解的信号进行处理，从而在进行小波反变换，将重建新的处理后图像，在图像压缩

中将会得到很好的应用。这一章主要分四块介绍，分别是小波变换前的预备知识，以及一维

小波变换和二维小波变换，最后对小波包技术进行一个了解。一、小波基础

对于一副复杂的图像，有些只需要低分辨率就能显示全部细节，有些需要高分辨率显示

细节，于是产生一幅图像的多分辨率表示。

1、图像金字塔

一幅图像的多分辨率结构便是图像金字塔，是从底到顶分辨率依次降低的表示，对于底

层大小为2j?2j，其中j?log2n，表示第j个分辨率等级。对构建该图像的金字塔结构，对每

一层分辨率要进行预估，需要创建近似和预测残差金字塔的一个简单系统。近似金字塔是对

第j层的一个估计分辨率，而残差金字塔是为第j级近似与基于第j-1级近似的第j级近似

的估计之间的差。残差金字塔的产生是将第j级输入图像进行滤波与下采样得到j-1级的近

似，在对其进行上采样和滤波得到预测到j级近似，再与输入的第j级进行差值得到的第j

级预测残差，其中上采样可看做是在序列中的每一个样本后插入0，下采样可看成是每隔一

个样本丢弃一个样本。

2、子带编码

图像金字塔看成是空间域的表示，那么子带编码便是频率域的操作，多分辨率的图像在

频率域内有一组频带受限的分量称为子带。它的分解与重建由数字滤波器实现，分三个基本

部件，即延迟单元、乘法器与加法器，可看成卷积的一种形式：

f?(n)?

?

?h(k)f(n?k)?

k???

f(n)★h(n) 那么对于离散单位冲激的滤波器为有限冲击响应滤波器fir。对于子带编码和解码系统

由两个滤波器组构成，每个滤波器组有两个fir滤波器。把输入序列分别与两个分析滤波器

h0(n)和h1(n)进行卷积并下采样，得到两个半长序列flp(n)和fhp(n)，得到编码，再进行

上采样，分别于两个综合滤波器g0(n)和g1(n)进行卷积相加得到预估的输出序列，该段为解

码。其

中综合滤波器与分析滤波器关系为

g0?(?1)nh1(n)， g1?(?1)n?1h0(n) 或g0?(?1)n?1h1(n)，

g1?(?1)nh0(n)

3、哈尔变换

哈尔变换的基函数是最古老的正交小波，其变换形式为：

t?hfh

t 其中h为哈尔变换矩阵，它的基函数为hz(z)。它们定义在连续的闭区间z?[0,1]上，其

中定义整数k?2p?q?1，其中0?p?n?1，当p?0时，1?q?2p。得到哈尔基函数：

h0(z)?h00(z)?

1n 和 hk(z)?hpq(z)? ?2p/2,?(q?1)/2p?z?(q?0.5)/2p 1?p/2pp

,?(q?0.5)/2?z?q/2??2

n?

z?[0,1]?0,??????other,s

4、尺度函数与小波函数

一个函数f(x)通常可分解为一系列展开函数的线性组合：

f(x)?通常用尺度函数的展开来表征：

??

k

k

?k(x)

?j,k(x)?2

j/2

?(2x?k)

j

其中k决定了沿x轴的位置，j决定了它的宽度，而项2j/2控制函数的幅度。

mra的4个要求：a、尺度函数对其整数平移是正交的；

b、低尺度的尺度函数跨越子空间嵌套在高尺度跨越的子空间内。

c、

唯一的对所有vj通用的函数是f(x)=0； d、任何函数都可以以任意精度

表示。

小波函数是满足多分辨率分析（mra）要求的尺度函数，可提出小波函数，它与其整数平

移及二值尺度一起，跨越了任意两个相邻尺度子空间vj和vj?1之间的差wj，表示为

?二、一维小波变换

对于小波函数与尺度函数的定义，可以得到一个函数f(x)可由在子空间vj0中用尺度函

(x)?2j,k

j/2

?(2x?k)

j 数展开和在子空间wj0,wj0?1,?中的小波函数展开表示：

?

f(x)?

?c

k

j0

(k)?j0,k(x)?

??d

j?j0

k

j

(k)?

j,k

(x)

其中 cj0(k)??f(x),?j0,k(x)??和 dj(k)??f(x),?

1、离散小波变换dwt

j,k

?

f(x)?j0,k(x)dx

(x)dx

(x)??

f(x)?

j,k

对于离散变量，那么序列f(n)的正向dwt系数为： w?(j0,k)? 1m1m

?

n

f(n)?j0,k(n)

w?(j,k)?其反向dwt为： f(x)? 1m

?

n

f(n)?

j,k

(n)

?w?(j0,k)?

k

j0,k

(n)?

1m

?

??w?(j,k)?

j?j0

k

j,k

(n)

然而这两个表达式只对正交基与紧框架有效。

2、连续小波变换cwt

离散小波变换的自然延伸便是连续小波变换，是将一个连续函数变换为两个连续变量（平

移和尺度）的高冗余度函数。其平方可积函数f(x)的连续小波变换与实数值小波的关系定义

为：

w?(s,?)?

???

f(x)?s,?(x)dx 其中 ?s,?? 1s

?(

x??s

)

其中s,?分别是尺度参数与平移参数。得到的反变换为：

f(x)?

1c?

?? ??

w?(s,?)

?s,?(x)

s

2

d?ds

其中 c?? ?(?)是?(x)的傅里叶变换。

?

?

?(?)

2

??

?

d?

3、快速小波变换fwt

fwt是实现离散小波变换的高效计算，使用了相邻尺度系数间的幸运关系，对于其离散小波变换，可以得到系数的计算表达式为

w?(j,k)?

?h?(m?2k)w?(j?1,m)

m w?(j,k)?

?h?(m?2k)w?(j?1,m)

m 其中h?看成是将?(2jx?k)展开为尺度j+1的尺度函数之和的“加权”，对于小波有同样

的意义。那么可以将一个函数f(n)分解成一个vj和wj两个子空间，而子空间vj又可分解

为

vj?1和wj?1两个子空间，以此类推，得到金字塔型结构，这样计算下去所得到的要求

操作

次数为o(mlog2m)。

对于其重建与上述的分解具有相反的操作。三、二维小波变换

在二维的情况下，除了二维尺度函数?(x,y)之外，还需要三个二维小波，分别是?

h

(x,y),?(x,y),?

vd

(x,y)，其中每一个都是两个一维函数的乘积：

?(x,y)??(x)?(y)?

hv

(x,y)??(x)?(y)

?(x,y)??(x)?(y)?

其中?

h d

(x,y)??(x)?(y)

表示灰度变化沿着列方向的变换，?v沿着行方向的变化，?

沿着对角线方向的

变化。

那么得到的大小为m?n图像的离散小波变换为

w?(j0,m,n)?

1mn

m?1n?1

m?1n?1

??

x?0y?0

f(x,y)?j0,m,n(x,y)

w?(j0,m,n)?

i

1mn

??

x?0y?0

f(x,y)?

i

j,m,n

(x,y),i?{h,v,d} 那么离散小波反变换为 f(x,y)? 1mn

??w?(j0,m,n)?

m

n

j0,m,n

(x,y)?

1mn

?

????w?(j,m,n)?

i?h,v,dj?j0m

n

i

i

j,m,n

(x,y)

二维dwt可以用数字滤波器和下取样器来实现，与一维dwt类似，只是每一次的分解都

会形成三个小波函数分量，而一维只有一个；对于其相反的变换也是如此。

三、小波包

由上述快速小波变换可知，它将一个函数分解为其宽度呈对数关系的尺度函数和小波

函数的和，低频采用较窄的带宽，而高频则是较宽的带宽。如果要更好的控制时间-频率

的分开度，则引出小波包的方法。这里用一维的小波包来说明。

若对函数进行三尺度分析，那么一个空间vj分解成一个子空间vj?1和子空间wj?1，其

中在对vj?1进行下采样分解为子空间vj?2和wj?2，同理子空间vj?2分解为子空间vj?3和

wj?3。那么对于其空间的表示就有以下三种形式：

vj?vj?1?wj?1 vj?vj?2?wj?2?wj?1 vj?vj?3?wj?3?wj?2?wj?1 则p尺度fwt分析树支持唯一的p种分解。然而对子空间w也可对其进行分解，用双下

标表示，第一个下标表示传承fwt父节点的尺度，第二个下标从父节点到该节点的路径编码，

a表示近似滤波，d表示细节滤波。如此的分解数量便大大增加，如上述得到的一种分解为

vj?vj?1?wj?1,a?wj?1,da?wj?1,dd，一般说来，p尺度一维小波包变换支持

d(p?1)?[d(p)]?1

2

个唯一的分解。如此可得到对于其二维小波包的情况，p尺度支持的唯一分解数为

d(p?1)?[d(p)]4?1 总结：本章内容主要是对小波和小波变换进行了一个初步的了解，可以通过将一幅图像

根据级数分解的办法，对不同频率段的细节进行操作，从而对图像的处理更加具有针对性和

局部性，使得一幅图像用多分辨率表示，下一章将会利用小波变换对其在压缩领域进行应用

解读。篇四：数字图像处理读书报告9 数字图像处理读书报告9

——图像压缩

——钱增磊

前言：前面几章都是讲解对数字图像的处理方法，这些处理终将为某一目的而执行，其

中的很大一应用便是存储和传输，这就用到了图像压缩的技术。我本是视频编解码的研究方

向，对于图像压缩技术也靠近本研究方向，当作基础学习。本章主要两个部分，一个是介绍

一下压缩技术的基础知识，另一个就是介绍一些常用的压缩方法。

一、基础知识

1、数据冗余

编码冗余：在我们标记像素进行编码时，用于表示灰度的8比特编码所包含的比特数要

比表示该灰度所需的比特数多，从而产生的冗余；

空间和时间冗余：多数的二维灰度阵列的像素是空间相关的和时间相关的（视频序列中

体现），在相关像素的表示中就不需要重复了，从而产生的冗余；

不相关信息：主要指一些被人类视觉系统忽略或者无用的信息。

对于描述图像信息的度量，这里给出熵的定义，对于一个离散的事件，给定一个统计独

立随机事件的信源，则每个信源输出的平均信息称为该信源的熵，即：

j

h???p(aj)logp(aj) j?1 香农第一定理：lim?n???lavg,n???h ?n?

其中lavg,n是表示所有n个符号组所需的编码符号的平均数，也就是说，用每个信源符

号h

信息单位的平均来表示零记忆信源的输出是可能的。

2、图像压缩模型

图像的压缩系统主要由一个编码器和一个解码器构成，编码器执行压缩操作，解码器执

行互补操作。对于编码器，一般由映射器、量化器和符号编码器组成，映射器主要将输入图

像变化为设计来降低空间和时间冗余的形式，这一操作一般可逆。而量化器是根据保真度准

则来降低映射器输出的精度，排除压缩表示的一些无关信息，这一操作一般不可逆。符号编

码器便是根据量化后的数据进行编码，这操作也是可逆的。而解码则是一个相反的操作，由于在量化阶段是个不可逆的操作，所以往往解码的图像会产生不同程度的失真。

3、图像格式及压缩标准

由于压缩方式众多，为了便于统一化管理制定了一些压缩标准。其中静态图像分为二值图像和连续音调，国际支持的条目有ccitt group3、ccitt group4、jbig、jbig2、jpeg、jpeg-ls、jpeg-2000；视频的条目有dv、h.261、h.262、h.263、h.264、mpeg-1、mpeg-2、mpeg-4、mpeg-4 avc。

二、常用的压缩方法

1、霍夫曼编码

霍夫曼编码对每个信源符号产生了可能最小数量的编码符号，一个信源符号不是图像的灰度，就是一个灰度映射操作的输出（如像素差值等）。

编码过程：

?它首先对所考虑的符号的概率进行排序，并将具有最小概率的符号合并为一个符号，来替代下次信源化简过程中的符号；

?其次对每个化简后的信源进行编码，从最小开始。然后依次将合并的信源符号依次展开在进行编码。

它的一个特定是在解码过程中，任何编码符号串只能以一种方式进行解码，可以通过从左到右的方式对该串中的每个符号进行分析来解码。

2、golomb编码

它在计算上比霍夫曼编码更为简单，而且要求只能对非负整数进行编码。对于非负整数n和一个正整数除数m?0，表示为gm(n)的n关于m的golomb编码是商?n/m?的一元编码和nmodm的二进制表示的一个合并。其编码过程为：

?形成商?n/m?的一元编码（整数q的一元编码定义为q个1紧跟一个0）。

k?令k??log2m?,c?2?m,r?nmodm，并计算截短的余数r。

?连接二者的结果。

3、算术编码

对于上述两个编码不同，算术编码生成的是非块码，它是给信源符号的整个序列分配了一个单一的算术码字，这个码子本身定义了一个介于0和1之间的实数间隔。当消息中的符号数量增加时，其消息的间隔也变小，而表示间隔所需的信息单位就会增大。它是通过消息的每个符号根据其符号出现的概率来减小该区间的大小的。

从该编码可知，当序列的长度增加的时候，得到的算术编码接近香农第一定理所设定的界限，但是会有两个不利的因素：一个是分开每一个消息而增加的结束指示符数量增加；另一个便是精度的限度，不可无限分下去。于是便采用一种缩放策略和舍入策略来解决这两个问题。缩放则是对每一子区间重新归一化到[0,1)；而舍入则是对其进行截短。

为了使得平均码字符号数最小，采用自适应、上下文相关的概率模型，概率就适应被编码符号的局部统计。

4、lzw编码

前三种编码是用于消除编码冗余的压缩方法，而lempel-ziv-welch编码则是致力于消除空间冗余的无误差压缩方法。其编码步骤如下：

?构建包含被编码信源符号的码书或字典，扫描图像像素，将不在字典中的信源符号序列被放置到算法确定的位置，直至扫描完成，这里指的是序列，而非单个符号；

?按从左到右、从上到下进行编码，对每一个链接的序列搜索字典，如果找到了，则用新链接且可识别的序列代替它，如果没有找到，则将当前可识别序列的地址作为下一个编码值输出。

这样对于有规律的，较多重复的特征的图像能够得到很好地压缩。这里所要考虑的主要还是字典的容量，由于是动态建立字典，当字典溢出时可通过用刷新该字典或者跟踪并替换

使用最少的字典词条来解决。

5、行程编码

如果对于沿行（或列）重复灰度的图像，通常可用相同灰度的行程表示为行程对来压缩，

每个行程对指定一个新灰度的开始和具有该灰度的连续像素的数量。该方法为行程编码技术。

该方法对于二值图像特别有效。这里定义行程熵：

hrl?h0?h1l0?l1 其中h0为黑色行程信源的熵估计，h1表示白色行程熵的估计，l0,l1分别表示黑色行程

和

白色行程的平均值，上式提供了对二值图像的行程使用变长编码时所要求的每像素平均

比特数的估计。

6、基于符号的编码

对于一幅图像表示为多幅频繁发生的子图像的一个集合，就可采用该压缩方式。对于每

一个子图像定义为符号，该符号存储在一个符号字典中，给定一个三元组(xi,yi,ti),其中前两个可以称为在图像中每一个符号的位置，而后一个t则表示该符号在字典中的地址。

那么对于重复出现的字符，可以通过该方法不断地调用字典中的符号，大大减少了编码的数

量。

其中jbig2压缩便是采用了这种压缩方法。该压缩标准针对二级图像压缩的国际标准，

将一幅图像分割成正文、半色调、和普通内容。其中正文部分采用的便是基于符号的编码；

而半色调区域是按规则网络排列的模式组成，有一个个图形组成，于是将该图形也就是灰度

的周期模式存储在字典中；普通区域是用mmr编码压缩的。

7、比特平面编码

基于符号编码和行程编码主要是用于对二值图像的编码，那么对于多级灰度级的图像，

可将其分解为一系列的二值图像，然后用上述两种方法进行编码，也就是所谓的比特平面编

码。那么对于其分解主要有两种方法，第一种是利用基2的多项式中的系数来编码的方法，每一项都是一幅图像的一个比特平面，表示为：

am?12m?1?am?22m?2?......?a12?a02 10 该分解的弊端再与某些灰度较小的变化会对比特平面的复杂性产生显著影响，比如

(011111)与灰度为(100000)相邻。另一种方法解决了这种弊端，便是适用格雷码表示图像，

对于格雷码gm?1...g2g1g0可由此计算：gi?ai?ai?1，gm?1?am?1。

8、块变换编码

该技术是将图像分成大小相等的且不重叠的小块，然后使用一种可逆线性变换把每个块

或子图像映射为变换系数的集合，然后对这些变换系数进行量化和编码。这些变换系数大多

数只有较小的幅值，通过量化可将其抛弃而不影响图像的质量。然而还可以在每一个变换编

码的步骤对其进行局部内容的适应性调整，称之为自适应变换编码。

这些变换的选择则是取决于可容忍的重建误差的大小和可用的计算资源，对于其变换可

以构建如下关系：

n?1n?1

t(u,v)???g(x,y)r(x,y,u,v)

x?0y?0

n?1n?1

g(x,y)???t(u,v)s(x,y,u,v)

u?0v?0

第一个称为正变换，后者称为反变换，而r(x,y,u,v)为正变换核，s(x,y,u,v)为反变换

核，而t(u,v)为展开的一系列系数。比较著名的便是离散余弦变换dct：

?(2x?1)u???(2y?1)v?? r(x,y,u,v)?s(x,y,v,u)??(u)?(v)cos?cos???2n2n???? ?/n.......u?0其中，?(u)??

?2/n,..u?1,2,..,n?1 最常用的jpeg标准定义了三种不同的编码系统：一种是有损的基本编码系统，该系统以

dct为基础；第二种是一种扩展的编码系统，它面向更大压缩、更高精度的重建应用；第三

种是一种面向可逆压缩的无损独立编码系统。

9、预测编码

该编码是通过消除紧邻像素在空间和时间上的冗余来实现的编码技术，它仅对每个像素

的新信息进行提取和编码。该信息为该像素的实际值与预测值之间的差。

无损预测编码：利用对由前m个样值的线性组合生成f?(n)，即

?m??f(n)?round???if(n?i)?

?i?1?

并与输入信号f(n)形成差值e(n)，对该预测误差进行编码，再利用反操作进行重建：

f(n)?e(n)?f?(n) 有损预测编码：将上述的模型加入一个量化器，该量化器将预测误差映射为有限范围内

的输出，产生e?(n)，确定了压缩量和产生的失真量。

最佳预测器：为了将预测残差最小，选择使编码器的均方预测残差最小的预测器

22e{e(n)}?e{[f(n)?f?(n)]} 其约束条件为f?(n)?f(n)和f?(n)?m ??

i?1if(n?i)，这些条件在相当程度上简化了分析，

同时降低了预测器计算的复杂性，如此得到的预测编码方法称为差分脉冲编码调制dpcm。

10、小波编码

在前一章学习到小波变换，是将一幅图像的频率进行分解，使之由不同的频率叠加构成，

对这些接触相关的变换系数进行编码比对原图像像素本身进行编码效率高很多，于是得到小

波编码。其中jpeg-2000标准便是基于该编码实现的。

小波将信息包装到较少变换系数中的能力取决于小波的压缩和重建性能，对小波的选择

非常重要，一般广泛使用的是daubechies小波和双正交小波。

另一种影响小波编码计算复杂性的便是变换分解级别的数量，p尺度快速小波变换涉及

到p个滤波器组的迭代，其计算也会随着分解级数的增加而增加，找到一个适中的级数非常

重要。

影响小波编码压缩和重建误差的重要因素是系数的量化，在小波中通常选取合适大小的

死区来决定量化的阈值，也可以使用从一个尺度到另一个尺度自适应调整量化间隔的大小。

11、数字图像水印

为了保护图像的版权问题，阻止非法幅值的有效方法便是进行水印操作，将一条或多条

信息项插入潜在易受到攻击的图像中，使得水印不能从图像本身分离出来。

以简单水印作为例子讲解运作原理，令fw为水印图像，w为水印，f表示未加水印的图

像，进行如下操作：

fw?(1??)f?aw 可以看到，其中?系数为1时则水印是不透明的，未加水印的图像与水印的系数是相关的，

任何对图像的变换操作终将影响该系数，那么水印也就破坏了，这样便起到保护版权的作用。

总结：本章主要对众多压缩技术进行了介绍和不同原理的解说，对我的视频编解码的研究方

向打下了基础，但是对于其每一种的编码技术只是表面性的介绍，还需要在日后的学习中不

断加深。篇五：数字图像处理读书报告1

《数字图像处理》

读书报告

————钱增磊

提要：本人现进入江南大学物联网工程学院研究生，开始进行研究计划，所研究方向为图像处理以及智能视频分析，先要对其基础学科进行深入学习，着重掌握图像处理的基础、概念等有关知识，由导师梁教授的建议，选择冈萨雷斯的《数字图像处理》进行基础性学习，现制定读书计划，每一周进行读书总结，消化本周所学习内容。

本书是数字图像处理的经典著作，全书共分为12章，内容包括绪论，数字图像基础、灰度变换与空间滤波、频域滤波、图像复原与重建、彩色图像处理、小波及多分辨率处理、图像压缩、形态学图像处理、图像分割、表现与描述、目标识别。本书是第三版，是综合前两个版本的内容，以及近10年来图像处理的发展而做的更新，使全书讲的更为透彻、清晰，跟上时代的潮流。

1、数字图像处理没有非常精确的范围，它常与数字图像分析，计算机视觉等方面具有可重叠性质，故我们把数字图像处理的范围进行三方面的概括，在这个连续的统一体中可以用3种典型的计算处理来区分其中各个学科，分为三个等级：1、初级的操作，包括降噪、增强对比度、锐化，特点是输入输出的数据都是图像，其中间过程便是图像处理；

2、中级处理，涉及分割及缩减对目标物的描述使其适合计算机处理，其输入是图像，输出是提取图像的属性；

3、高级处理，涉及被识别物体的总体理解，执行与视觉相关的识别函数，针对单个对象的识别。

2、是图像处理的历史与发展。

（1）图像处理早在20世纪20年代初就已经开始有了应用，最早的应用是出现在报纸行业，最早的图像时通过海底电缆从伦敦传往纽约的图像。该方法是早期没有计算机的情况下进行的图像处理方法之一，就是首先通过编码，在接收端利用电报打印机通过字符来模拟中间色调还原图像。后来发展为在电报接收端用穿孔纸带打出图片，这就是早期的bartlane 系统，编码时用5个等级的灰度值来表示，后发展为用15个等级的灰度值。

（2）而在计算机的出现，首先简要概括了计算机的历史，冯诺依曼提出了两个概念，一个是保存程序和数据的存储器，另一个是条件分支。这两个概念就作为现在cpu的基础，也就是计算机的最初起源。利用计算机技术改善空间胎侧器发回的图像的工作，开始于1964年美国加利福尼亚喷气推进实验室，也是作为数字图像处理的起始。

（3）接下来开始涉及医学图像、地球遥感监测、天文学等领域。1960s末到1970s初，计算机轴向断层扫描技术（ccat）出现，在医学上，数字图像处理得到了空前发展。

（4）开始用计算机程序增强对比度、将亮度编码为彩色，应用于工业、医学、生物科学、地理学等领域，而在考古学中，图像的增强与复原技术得到了充分应用。

（5）发展到现在，数字图像处理应用的领域开始朝向解决感知问题。

3、图像处理的图像源的研究

图像源有许多，最主要的是基于电磁能谱，由于每一个应用领域所要观测的捕获的物体不同，得到侧重点不同的影响，所以就产生光源的不同，电磁能谱的排布根据波长的不同而具有不同的能量的光源。

（1）伽马射线，作为能量最高的光源，主要应用于核医学和天文学的观测，书中举例利用放射性同位素标记法，当该物质衰变时发出伽马射线（放出正电荷，与电子相遇，两者共同湮灭，同时放出两束伽马射线），构成影像。而在天文观测中则是用成像物体自然辐射得到。

（2）x射线，主要的应用在医学上，血管造影技术以及x射线的轴向断层扫描技术。主要产生该射线的是用x射线管，阴极加热释放自由电子，向阳极流动，撞击产生x射线，落在胶片上使其感光。而对于数字图像，则有两种方式：其一是用数字化的x射线胶片；其二

则是用x射线通过病人身体直接落在某装置上，使x射线转换为光，然后用光敏数字系统来捕获。

（3）紫外线，主要应用于光刻技术，工业检测、显微镜、生物成像、以及天文观测等。最显著的应用是荧光显微镜，最基本的任务就是用激发光照射需成像的物体，然后从强光中分离出较弱的荧光。

（4）可见光与红外线波段，由于两者的成像总是相结合，故研究中常放在一起。红外线波段成像主要距离应用是发现地球表面接近可见光的红外线发射源，用来估计各地区的电能使用百分比。可见光应用于生产产品的自动视觉检测。

（5）微波波段，主要应用于雷达。

（6）无线电波，主要应用于医学上，比如核磁共振成像（mri）。

（7）其他方式成像也很多，比如用声成像，可以用来地质勘测，更主要的在商业中进行勘

测石油与矿产。还有用超声波成像，可以用声速来计算距离等。还有电子显微镜成像，分形成像等。

4、数字图像处理的基本步骤

一共包括十个步骤，分别是图像获取、图像增强、图像复原、彩色图像处理、小波分析、压缩、形态学处理、图像分割、表述与描述、图像识别。我们通过对特定的设备将获取图像，转换为数字形式，对图像进行一些预处理，使其计算机能够更好地识别和处理，然后进行图像的修复，使图像更加接近真实，然后通过小波分析进行减噪处理，进一步进行细化处理，对于高精度的图像，根据图像的特性选用适当的算法进行压缩编码，然后分割提取特征，最后与数据库中的内容进行匹配，从而识别。

5、图像处理系统的组件

（1）一个图像处理系统需要有其感知的设备，有两种方式进行图像获取，一个是用物理设备，对物体发射的能量很敏感；另一个是用数字化器，把模拟信号转换成数字信号。

（2）特定的图像处理硬件

（3）计算机，一般选用通用计算机适合各类图像处理系统。

（4）软件，有通用与专用的图像处理软件。

（5）大规模存储能力，对其分为三类，第一类是用于处理期间的短期存储，一般选用计算机内存或者缓冲存储器，速度快；第二类是快速调用的在线存储，一般选用光介质或磁盘，是尤其频繁的访问来决定的；第三类是档案存储，不需要频繁的访问，是海量存储；

（6）图像显示器

（7）硬拷贝装置

（8）网络，图像传输中最重要的便是带宽。

总结

通过对第一章绪论的学习，基本上对数字图像处理的概念、应用、起源及其发展有了一个大体的了解，在后续章节中将会继续深入学习，目前还存在一些遗留的问题，图像获取是怎么实现的，如何编码，如何保证在解码的过程中不会出现错误，如何识别图像的物体等等，都会在后续的学习中一一深入了解。