图像处理和分析教程 章毓晋 第1章

1、共二十五页第1章第1章绪论(xln) 本书主要介绍一些基本和典型的图像（处理(chl)和分析）技术随着科学技术，特别是电子技术和计算机技术的发展，对图像的采集和应用，以及加工技术近年来得到极大的重视和长足的进展，出现了许多有关的新理论、新技术、新算法、新手段和新设备，并已使得图像技术在科学研究、工业生产、医疗卫生、教育、娱乐、管理和通信等方面得到了广泛的应用，对推动社会发展、改善人们生活水平都起到了重要的作用共二十五页第1章第1章绪论(xln) 1.1图像及应用1.2图像工程概述1.3图像表示和显示1.4图像存储与格式(g shi)1.5本书内容提要共二十五页第1章1.1图像(t xin)及应

2、用不同波段的图像1、宇宙射线图像2、X射线图像3、紫外线图像4、可见光图像5、红外线图像6、无线电波图像7、交流(jioli)电波图像 不同光照图像 共二十五页第1章1.1图像(t xin)及应用不同(b tn)类型的图像1、3-D图像 6、深度图像 2、彩色图像 7、纹理图像 3、多光谱图像 8、投影重建图像 4、立体图像 9、合成图像 5、序列图像 彩色图像及其三个分量图 共二十五页第1章1.2图像(t xin)工程概述 图像工程(gngchng)的3个层次共二十五页第1章1.2图像(t xin)工程概述 相关(xinggun)学科共二十五页第1章1.3图像表示(biosh)和显示 图像和

3、像素一幅图像一般可以(ky)用一个2-D函数f(x, y)来表示（计算机中为一个2-D数组） 共二十五页第1章1.3图像(t xin)表示和显示 图像和像素(xin s)一幅图像可分解为许多个单元。每个基本单元叫做图像元素，简称像素 共二十五页第1章1.3图像(t xin)表示和显示 图像显示将图像数据以2-D图形式（亮度模式的空间排列，在空间(x, y)处显示对应f的亮度）展示出来(ch li)可以显示图像的设备有许多种 电视显示器 阴极射线管（CRT） 各种打印设备 共二十五页第1章1.3图像(t xin)表示和显示 图像显示(xinsh)半调输出将一个区域分成3 3个单元以输出10种不同

4、的灰度 共二十五页第1章1.3图像表示(biosh)和显示 图像显示抖动技术通过调节或变动图像的幅度值来改善(gishn)量化过粗图像的显示质量 共二十五页第1章1.4图像(t xin)存储与格式 图像存储器件 用于图像处理和分析的数字(shz)存储器可分为3类(1)处理和分析过程中使用的快速存储器(2)用于比较快地重新调用的在线或联机存储器(3)不经常使用的数据库（档案库）存储器例1.4.1存储器实例 共二十五页第1章1.4图像存储(cn ch)与格式 图像(t xin)文件格式一种是矢量形式，另一种是光栅形式 (1)BMP格式 (2)GIF格式 (3)TIFF格式(4)JPEG格式 共二十

5、五页第1章1.5本书内容提要(ni rn t yo) 图像技术分类(fn li)和选取图像处理共二十五页第1章1.5本书内容提要(ni rn t yo) 图像技术分类(fn li)和选取图像分析共二十五页第1章1.5本书内容提要(ni rn t yo) 如何学习使用本书先修基础（1）数学知识：线性代数，因为图像可表示为点阵，需借助矩阵(j zhn)表达、解释各种加工运算过程；另外，统计和概率也很有用（2）计算机科学知识：计算机软件技术，因为对图像的加工需要使用计算机，通过编程用一定的算法来完成（3）电子学知识：一个是信号处理，因为图像可看做1-D信号的扩展，对图像的处理是对信号处理的扩展；另一

6、个是电路原理，因为要最终实现对图像的加工，需要使用一定的电子设备共二十五页第1章1.5本书内容提要(ni rn t yo) 如何学习使用本书各章概况 第1章为绪论，举出了多种图像的示例，概况了图像技术的总体(zngt)情况，并具体介绍了图像的表达和显示方法，以及图像存储和文件格式，还对本书的使用提出了建议 第2章介绍图像采集，包括几何成像模型和亮度成像模型，为数字化而进行的采样和量化，以及所获得的图像中像素间的联系和将像素的坐标进行变换的方法 第3章介绍空域图像增强，所涉及的技术包括灰度映射技术，通过对图像进行运算的技术，利用直方图修正的方法和利用像素邻域的空域滤波方法共二十五页第1章1.5本

7、书内容提要(ni rn t yo) 如何学习使用本书各章概况 第4章介绍彩色图像增强，首先讨论了与彩色视觉有关的三基色与色度图以及常用的彩色模型及相互转换，然后给出一些伪彩色增强和真彩色增强的方法 第5章介绍图像变换，对比较基本和常用的傅里叶变换、沃尔什和哈达码变换、离散余弦变换以及霍特林变换的性质、特点简要地进行了概括 第6章介绍频域图像增强，具体介绍了多种低通滤波器、高通滤波器和带阻带通滤波器，并结合分析了同态滤波器的原理，还对空域技术(jsh)与频域技术(jsh)的联系进行了讨论共二十五页第1章1.5本书内容提要(ni rn t yo) 如何学习使用本书各章概况 第7章介绍图像恢复，首先

8、分析了图像退化的一些示例和几种典型的噪声，给出了几种空域噪声滤波器和组合滤波器，并对基本的无约束恢复和有约束恢复技术进行了讨论 第8章介绍图像投影重建，首先分析常见的投影重建方式，统一(tngy)概括投影重建的原理，对傅里叶反变换重建、卷积逆投影重建和级数展开重建3类技术进行具体讨论 第9章介绍图像编码基础，包括图像压缩的原理和典型的数据冗余，图像保真度的定义和测度，基于基本的编码定理，讨论了变长编码和位平面编码的方法 共二十五页第1章1.5本书内容提要(ni rn t yo) 如何学习使用本书各章概况 第10章介绍进一步的图像编码技术，主要是常用的预测编码和变换编码技术，也结合概括了静止图像

9、压缩国际标准和运动图像压缩国际标准的主要内容(nirng) 第11章介绍基本图像分割技术，根据对图像分割技术的通用分类方法，给出了一些基本的并行边界技术、串行边界技术、并行区域技术和串行区域技术 第12章介绍一些典型图像分割算法，包括用于检测角点的SUSAN算子、确定目标边界的主动轮廓模型、若干有特色的取阈值技术和基于区域的分水岭分割算法 共二十五页第1章1.5本书内容提要(ni rn t yo) 如何学习使用本书各章概况 第13章介绍目标表达描述，在对目标标记的基础上，分别讨论了基于边界的表达和基于区域的表达以及基于边界的描述和基于区域的描述方法 第14章介绍特征提取和测量，对区域形状特征及

10、测量，区域纹理特征及测量和运动检测及测量分别进行(jnxng)了讨论，还对特征测量的准确度给出了全面的分析 第15章介绍数学形态学，对二值形态学基本运算，二值形态学组合运算和二值形态学实用算法进行了详细的分析和讨论，还对灰度数学形态学给予了概括 共二十五页第1章1.5本书内容提要(ni rn t yo) 如何(rh)学习使用本书总结和复习 给出各节简单小结介绍可供深入学习的参考文献参考文献目录统一列在书末通过练习题进行复习标有星号的练习题在书末提供了解答 共二十五页第1章教程(jiochng)作者（章毓晋）联系信息 通信地址：北京清华大学电子工程系 邮政编码：100084 办公(bn gng)地址：清华大学东主楼，9区307室 办公电话：(010)62781430 传真号码：(010)62770317 电子邮件：zhang- 个人主页： （下载更新的讲稿和教程修改表）共二十五页内容摘要第1章。本书主要介绍一些基本和典型的图像（处理和分析）技术。一幅图像一般可以用一个2-D函数f(x, y)来表示（计算机中为一个2-D数组）。将图像数据以2-D图形式（亮度模式的空间排列，在空间(x, y)处显示对应f的亮度）展示出来。将一个区域分成3 3个单元以输出10种不同的灰度。通过调