跟李凡老师学FPGA图像加速器之D01：图像处理基础（20170425课堂笔记）

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        我们现在就来讨论算法是如何实现的。
        要把一幅图像的边缘得到，照相馆的小姑娘用手用眼睛操作，但是算法里面我们该如何处理？

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        我们看到的图像，LED的大屏，显示器，电视机，都是由一个一个像素组成的。
        有它的宽度，有它的高度。
        比方说，我们用600*400，意味着横向有600个像素，纵向有400个像素，总共600*400。
        每个像素，如果我们用放大镜来看我们的显示器，你会发现，它其中的一个亮点，是由三个小方格，三个发光的背景来组成的。

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        在中学的时候，我们就学到全色素，是红绿蓝。
        有红绿蓝三种颜色可以组成自然界的所有的颜色，三原色原理。
        所以说呢，我们可以把一个像素用三个颜色来描述，红色成分，绿色成分，蓝色成分。
        对色彩体系会有很多的讨论，很多的模型。
        除了三原色之外，用于电子显示的，更多的用色差来做，YUV的，Y是红绿蓝形成的平均亮度，U是红色的亮度跟平均亮度之差，V是蓝色亮度跟平均亮度之差。

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        用亮度的YUV也可以完整地描述一个全色，红绿蓝三原色可以描述一个全色。
        还有其它的一些模型。
        一会我会给大家一个冈萨雷斯的数字图像处理的一个教材，全世界用的比较多的。
        那个教材里面会说到，色彩的各种模型。
        一个像素如果是红绿蓝，红如果是一个字节来描述，绿用一个字节，蓝用一个字节，那么一个像素将会用到三个字节来描述，就是24个bit描述一个像素。

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        我们说这个像素的深度是24位的，大家知道现在还有32位的，图像看起来会更逼真一些，色彩更鲜艳一些。
        红绿蓝，一个24bit的像素，在我们看到的如果是600*400，人的眼睛分辨率不会那么好。
        远了以后，两点之间的间隔无法分辨，所以看起来的图像都是连续的。

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        我们看到的动物、圆球，它不是一个一个点组成的。
        实际上它是一个一个点，只是我们看不清。
        虽然是空间上离散的点，但我们看起来是连续的。

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        我们如果用放大镜，看我们的CRT，可以看到它就是一个一个点组成的。
        由一个一个点组成的图像，称之为离散的图像，称之为数字图像。
        我们要根据数字图像进行数字处理，当然今天我们讨论的是图像的边缘、轮廓。把它的轮廓打出来。
        无论是计算图像的轮廓，还是计算图像的色彩，比方说我把这个图像放大、缩小，比方说这个图像上有一些斑点，想把这些斑点去掉，可能要做中值滤波，总之会对数字图像进行处理。

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        对空间上离散的这些像素点组成的图像进行处理，现代的数字图像处理的方法要进行处理，仍然类似于模拟的处理的方法。
        用算法来算。
        离散的点，用模板来算。
        这个模板呢，3*3的模板，4*4的，有矩形的，圆形的，或者是不规则形状的模板。
        一个模板是怎么定义的呢？
        如果形成3*3的一个模板，放在图像的上方，顺序地扫描过来，由此计算。

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        无论是放大图像、缩小图像，或者中值滤波，或者做我们的Sobel，就用这3*3的模板来算。
        比方说我要计算这个点，做动画滤镜，模糊了，或者说焦距拉远了，它是怎么处理的呢？
        它用的是一种平均数的算法，我们现在用亮度来做。