数字图象处理第1章 绪论课件

1、数字图像处理南京工程学院通信工程学院 48学时2022/9/30数字图像处理2数字图像处理教材及参考书教材：数字图像处理（MATLAB版），中文版，冈萨雷斯，电子工业出版社主要参考书：数字图像处理，Keneth.R.Castleman,朱志刚译，电子工业出版社数字图像处理（Matlab版），英文版，岗萨雷斯,电子工业出版社课程目的与要求 本课程是专业选修课，目的是使学生掌握数字图象处理的基本概念、原理和处理方法，掌握数字图象的时域、频域处理方法，掌握图象恢复和压缩的方法，理解图象各种变换（傅里叶变换、余弦变换等）的基本内容、性质与应用，了解数字图像处理的发展应用。 考试2022/9/30数字图

2、像处理3考试相关形式：闭卷，课内考试内容：上课内容，期末不划重点范围分值：作业、考勤、实验占30%， 考试占70%特别说明： 1.考勤 3 次不到的，取消考试资格 2.考试违规者，成绩为 02022/9/30数字图像处理4授课内容及课时安排序号教学内容理论时数实践时数1绪言22基本原理223亮度变换与空间滤波624频域处理625图像复原66彩色图像处理67图像压缩628图像分割49复习22022/9/30数字图像处理5第一章 绪论本章内容数字图像的基本法概念：图像、数字图像、像素数字图像处理的发展数字图像处理的应用领域数字图像处理系统的构成数字图像处理的主要内容Matlab环境2022/9/3

3、0数字图像处理72022/9/30数字图像处理8第一章 绪论（图像的分类） 1. 按照图像的存在形式分类 实际图像：通常为二维分布，又可分为可见图像和不可见图像。 可见图像指人眼能够看到并能接受的图像，包括图片、照片、 图、画、光图像等。 不可见图像如温度、压力、高度和人口密度分布图等。 抽象图像：如数学函数图像，包括连续函数和 离散函数。2022/9/30数字图像处理10图像的分类2. 按照图像亮度等级分类 按照图像亮度等级分类，可分为二值图像和灰度图像。 二值图像：只有黑白两种亮度等级的图像。 灰度图像：有多重亮度等级的图像。2022/9/30数字图像处理11图像的分类3. 按照图像的光谱

4、分类 按照图像的光谱特性分类，可分为彩色图像和黑白图像。 彩色图像：图像上的每个点有多于1个的局部特性，如在彩色摄影和彩色电视中重现的3基色（红、绿、蓝）图像，每个像点就有分别对应3个基色的3个亮度值。 黑白图像：每个像点只有一个亮度值分量，如黑白照片、黑白电视画面等。2022/9/30数字图像处理12图像的分类4. 按照图像是否随时间变换分类 按照图像是否随时间变换分类，可分为静止图像与活动图像。 静止图像：不随时间而变换的图像，如各类图片等。 活动图像：随时间而变换的图像，如电影和电视画面等。2022/9/30数字图像处理14图像的表示 图像信号的表示 图像的亮度一般可以用多变量函数表示为

5、 I=f(x,y,z,t) 式中， x、y、z 表示空间某个点的坐标；为光的波长；t为时间轴坐标。 当 z=z0 （常数）时，则表示二维图像； 当 =0 时，则表示单色图像； 当 t=t0 时，则表示静态图像。2022/9/30数字图像处理15图像信号的表示 由3基色原理知，I 可表示为3个基色分量的和，即 I=IR+IG+IB 式中 2022/9/30数字图像处理17图像的数字化2022/9/30数字图像处理18图像的数字化单个传感器带状传感器传感器阵列2022/9/30数字图像处理19图像的数字化2022/9/30数字图像处理20图像的数字化2022/9/30数字图像处理21数字图像的表示

6、一幅 mn 的数字图像可用矩阵表示为 数字图像中的每个像素都对应于矩阵中相应的元素。把数字图像表示成矩阵的优点在于，能应用矩阵理论对图像进行分析处理。2022/9/30数字图像处理22数字图像的表示 灰度图像是指每个像素由一个量化灰度来描述的图像，没有彩色信息，如图所示。 若图像像素灰度只有两级（通常取0（黑色）或1（白色），这样的图像称为二值图像。2022/9/30数字图像处理24人类的视觉视觉的空间特性(空间分辨能力,灰度分辨能力)视觉的时间特性(活动图象的帧频至少是15帧/s的时候，人眼才有图象连贯的感觉) 人眼构造和视觉现象2022/9/30数字图像处理25人眼构造和视觉现象 上图为人

7、眼的横截面的简单示意图。前部为一圆球，其平均直径约为20mm左右，由3层薄膜包着，即角膜和巩膜外壳、脉络膜和视网膜。 角膜是一种硬而透明的组织，盖着眼睛的前表面； 巩膜与角膜连在一起，是一层包围着眼球剩余部分的不透明膜。 脉络膜位于巩膜的里边，这层膜包含有血管网，它是 眼睛的重要滋养源，脉络膜外壳着色很重，因此有助于减少进入眼内的外来光和眼球内的回射。2022/9/30数字图像处理27人类视觉特性 人能适应亮度的范围是很宽的，由暗视阈值到强闪光之间的光强度差别约为 级。 上图中短交叉线说明，在交叉点以上，主观感觉亮度与进入眼内的外界刺激光强并非成线性关系。图中还表明，在很大范围内，主观亮度与光

8、强度的对数成线性关系。图中曲线的下部表明了白昼视觉的暗视觉的不同。2022/9/30数字图像处理28人类视觉特性 2. 同时对比度 由于人眼对亮度有很强的适应性，因此很难精确判断刺激的绝对亮度。即使有相同亮度的刺激，由于其背景亮度不同，人眼所感受的主观亮度是不一样的。2022/9/30数字图像处理29人类视觉特性 3. 分辨率 对于空间上或者时间上两相邻的视觉信号，人们刚能鉴别出二者存在的能力称为视觉系统的分辨率。这一特性显然与视网膜上单位面积内分布的视细胞数有关。 分辨率可用视觉锐度或调制传递函数表示，前者表示能够鉴别最小空间模式的一种测度，后者表示视觉对不同频率的正弦光栅刚能鉴别所要求的信

9、号对比度。这两种测度实际上是相互补充的。第种定义在空间域，第种则定义在相应的频率域。2022/9/30数字图像处理30人类视觉特性 4. Mach带 人们在观察一条由均匀黑和均匀白的区域形成的边界时，可能会认为人的主观感受是与任一点的强度有关的。但实际情况并不是这样，人感觉到的是在亮度变化部位附近的暗区和亮区中分别存在一条更黑和更亮的条带，这就是所谓的Mach带，如下图所示。2022/9/30数字图像处理31人类视觉特性2022/9/30数字图像处理32人类视觉特性5.视觉错觉2022/9/30数字图像处理33人类视觉特性2022/9/30数字图像处理34数字图像的发展2022/9/30数字图

10、像处理35数字图像处理的应用领域遥感Apr,1992Apr,1993Oct,1993Mar,1990黄河入海口the mouth to sea of the Yellow RiverOct,1995Sept,1996May,1998May,1998 19901998年均输沙量为4.14108（黄河利津站） 1992.91996.10年均淤进13Km2 1996.101997.10净淤进-10.44Km2 （蚀退）1997.101998.10净淤进10.89Km22022/9/30数字图像处理36数字图像处理的应用领域医学2022/9/30数字图像处理37数字图像处理的应用领域图象信息通讯公共安全交通（视频车流信息控制）军事2022/9/30数字图像