數字圖像處理(MATLAB版)學習筆記(1)——第1章 緒言

0、下定決心

當當入手數字圖像處理一本，從此開此正式跨入數字圖像處理大門。以前雖然多多少少接觸過這些東西，也做過一些相關的事情，但感覺都不夠系統，也不夠專業，從今天開始，一步一步地學習下去，相信會有成果的。

1、本章知識點結構

 下面的思維導圖主要用xmind制作。知識點是對第1章的一些個人認為比較重要的知識概括了一下，然后加了自己的一點點理解。

2、書中例子實踐

 第一個例子，試一試手。

function f = twodsin(A, u0, v0, M, N)
f = zeros(M, N);
for c = 1:N
    v0y = v0 * (c - 1);
    for r = 1:M
        u0x = u0 * (r - 1);
        f(r, c) = A * sin(u0x + v0y);
    end
end

運行速度，只要0.0154秒，但是書上的用了0.0471秒，看來我的電腦比作者的電腦好了不少哈，或者是高版本的MATLAB(2014a)，優化做得更好。

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

ans =

    0.0154

將第一個例子的第2行注釋掉，運行如下，果然速度還是下降了不少，所以還是預分配內存比較好。

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

ans =

    0.0263

 就是一個二維的sin(x,y)函數，它的幅度就表示亮度，如下圖所示，黑白正弦起伏，感覺很不錯的，MATLAB果然很強大。

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

當然此例子的關鍵不在畫出圖像，而是要通過向量化的方式將上述函數中的兩個for循環去掉，從而提高算法的速度。

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

同樣的參數，只用了0.0072，比上個0.0154，快了50%多。

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

ans =

    0.0072

對meshgrid(M,N)函數，我是直接把它理解為生個一個網格，這個網格的就是MxN的面積大小，而向量M和N中的元素，就是這個網格上的點，可以用如下圖來表示，更加直觀一點，如理解有誤，歡迎指正。

上述網格表示的是如下meshgrid，有了圖，應該非常容易理解。

>> [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

總結一下

通過對本章的學習，對圖像的理解，更加深入，可以從數學的角度來看一幅圖像，同時，也更加清楚以明白圖像的信息是如何存儲的。這一章中，也講子許多MATLAB的技巧，很實用，也深深體會到了MATLAB處理矩陣的強大功能，這一優勢確實是C/C++/C#等語言無法比擬的。路漫漫，吾必將上下求索。Keep on！！

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