前面我们聊过:图像可以表示为矩阵,那么图像的处理究竟与矩阵有什么关系呢?
由于彩色图像的矩阵表示更复杂,我们今天以简单的灰度图为切入点,谈谈图像合成与矩阵运算的关系。
具体地,我们聊聊灰度矩阵的凸组合对应灰度图的合成。
1. 从实例中感知灰度矩阵的凸组合对应灰度图的合成
2. 什么是凸组合:sA (1-s)B
我们常见的是矩阵的加法,数乘,线性组合。那么什么是凸组合呢?
实际上,凸组合就是一种特殊的线性组合。笔者以两个矩阵的凸组合为例来解释。
两个矩阵A 和B的凸组合可表示为sA (1-s)B ,其中0≤s≤1.
简单分析可知:0≤1-s≤1,且s (1-s)=1
换言之,凸组合一种特殊的线性组合,其组合系数在0和1之间,且和为1.
比如:0.2A 0.8B 或0.6A 0.4B
3. 灰度图的合成为何要用对应灰度矩阵的凸组合
因为灰度值在0到255之间,A与B直接相加会导致很多地方的灰度值超过255,从而被默认为255,因为呈现白色。于是整个合成图的效果是一片白色
比如:
灰度矩阵的和可能出现大量数字超过255
由于灰度值在0到255之间,而灰度矩阵A与灰度矩阵B的和A B中有大量数字超过255,因此A B本身不再是灰度矩阵。需要对其做截断值处理,所有超过255的数值都设置为255,因此A B对应的灰度矩阵为
灰度矩阵之和的截断处理
因此A B对应的灰度图中右边的四列都是白色。
类似地,随意将两个灰度图对应的灰度矩阵做线性组合,很容易出现多处灰度值超过255的情况,从而被出现合成图像中有一大片的白色,看不出图像合成的效果。
而灰度矩阵的凸组合可以保证每个数字依然在0到255之间,因此适合于呈现出灰度图图像的合成效果。
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