第一章 数字图像处理概论

第一章数字图像处理概论第一页，共四十七页，编辑于2023年，星期四主要内容1.1数字图像处理的概念1.2目的和主要内容1.3数字图像处理系统的组成1.4相关学科与领域1.5发展和应用1.6最新动向是什么？有什么？什么用？第二页，共四十七页，编辑于2023年，星期四1.1数字图像处理的概念图像图像是对客观存在对象的一种相似性的、生动性的描述或写真；图像的类型人眼视觉特点可见图像、不可见图像波段单波段、多波段、超波段第三页，共四十七页，编辑于2023年，星期四图像的类型图像空间坐标和明暗的连续性模拟图像空间坐标和明暗程度都是连续变化的、计算机无法直接处理的图像数字图像空间坐标和灰度均不连续的、用离散的数字（一般整数）表示的图像（计算机能处理）第四页，共四十七页，编辑于2023年，星期四数字图像是图像的数字表示，像素是其最小的单位。第五页，共四十七页，编辑于2023年，星期四数字图像在计算机中，图像被分割成像素，各像素的灰度值用整数表示；一幅M×N个像素的数字图像，其像素灰度值可以用M行、N列的矩阵G表示；第六页，共四十七页，编辑于2023年，星期四数字图像处理图像处理对图像进行一系列的操作以达到预期目的的技术称为图像处理。模拟图像处理数字图像处理（DigitalImageProcessing）利用计算机对数字图像进行系列操作，从而获得某种预期的结果的技术（计算机图像处理）第七页，共四十七页，编辑于2023年，星期四数字图像处理的特点（1）处理精度高，再现性好。（2）易于控制处理效果。（3）处理的多样性。（4）图像数据量庞大。（5）处理费时。（6）图像处理技术综合性强。第八页，共四十七页，编辑于2023年，星期四1.2数字图像处理的目的和主要研究内容目的提高图像的视感质量，以达到赏心悦目的目的去除图像中的噪声；改变图像的亮度、颜色；增强图像中的某些成份、抑制某些成份；对图像进行几何变换等，达到艺术效果；提取图像中所包含的某些特征或特殊信息模式识别、计算机视觉的预处理对图像数据进行变换、编码和压缩，以便于图像的存储和传输第九页，共四十七页，编辑于2023年，星期四1.2主要研究内容（1）图像的数字化如何将一幅光学图像表示成一组数字，既不失真又便于计算机分析处理主要包括的是图像的采样与量化第十页，共四十七页，编辑于2023年，星期四（2*）

图像的增强加强图像的有用信息，消弱干扰和噪声第十一页，共四十七页，编辑于2023年，星期四（3）图像的恢复把退化、模糊了的图像复原。模糊的原因有许多种，最常见的有运动模糊，散焦模糊等第十二页，共四十七页，编辑于2023年，星期四（4*）图像的编码简化图像的表示，压缩表示图像的数据，以便于存储和传输。（5）图像的重建由二维图像重建三维图像（如CT）（6）图像的分析对图像中的不同对象进行分割、分类、识别和描述、解释。第十三页，共四十七页，编辑于2023年，星期四（7）图像分割与特征提取图像分割是指将一幅图像的区域根据分析对象进行分割。图像的特征提取包括了形状特征、纹理特征、颜色特征等。第十四页，共四十七页，编辑于2023年，星期四（8）图像隐藏是指媒体信息的相互隐藏。数字水印图像的信息伪装第十五页，共四十七页，编辑于2023年，星期四（9）图像通信图像信息源信源编码信道编码调制器信道解调器信道解码信源解码显示器噪声第十六页，共四十七页，编辑于2023年，星期四1.3数字图像处理系统的组成对象物光光源摄像单元A/D转换单元图像存储单元计算机数字图像处理系统概要第十七页，共四十七页，编辑于2023年，星期四数字图像处理系统构成示意图第十八页，共四十七页，编辑于2023年，星期四输入及数字化设备电荷耦合器件CCD电视摄像机、扫描仪、数码照相机遥感图像获取设备光学摄影设备红外摄影设备微波设备图像输入卡（采集卡）图像存储器单元、显示查找表（LUT）单元、CCD摄像头接口(A/D)、监视器接口(D/A)和PC机总线接口单元第十九页，共四十七页，编辑于2023年，星期四输出与显示设备显示器绘图仪激光打印机喷墨打印机图象拷贝机图像处理软件VC开发第二十页，共四十七页，编辑于2023年，星期四1.4图像工程与相关学科图像工程的三个层次第二十一页，共四十七页，编辑于2023年，星期四图像处理从图像到图像图像分析从图像到数据图像理解从图像到解释第二十二页，共四十七页，编辑于2023年，星期四本课程的任务和目标：重点为图像处理，并学习图像分析的基本理论和方法。第二十三页，共四十七页，编辑于2023年，星期四图像工程与相关学科的关系第二十四页，共四十七页，编辑于2023年，星期四1.5数字图象处理的发展概况和应用发展概况：（1）二十世纪二十年代：图象远距离传输。（2）二十世纪五十年代：数字计算机发展到一定水平，数字图象处理引起巨大关注。（3）1964年：美国喷气推进实验室用计算机对“徘徊者二号”太空船发回的大批月球照片进行处理。数字图象处理应用从空间研究计划扩展到生物医学，工业生产，军事侦察等领域第二十五页，共四十七页，编辑于2023年，星期四图象处理最先应用于空间探索第二十六页，共四十七页，编辑于2023年，星期四（4）二十世纪六十年代末：数字图象处理较完整的理论体系已形成，成为一门新兴的学科。（5）二十世纪六十年代至八十年代：随着离散数学理论的创立和完善，数字图象处理理论和方法进一步完善，应用范围更加广泛。（6）二十世纪八十年代以来：数字图象处理向更高级的方向发展：实时性，智能化，普及化，网络化，低成本。第二十七页，共四十七页，编辑于2023年，星期四应用领域：通信：图象传输，电视电话等。宇宙探测：星体图片处理。遥感：地形、地质、矿藏探查，森林、水利、海洋、农业等资源调查，自然灾害预测，环境污染的监测，气象云图。生物医学：CT，X射线成象，B超，红外图象，显微图象。第二十八页，共四十七页，编辑于2023年，星期四工业生产：产品质量检测，生产过程控制，CAD，CAM。军事：军事目标侦察，制导系统，警戒系统，自动火器控制，反伪装等。公安：现场照片，指纹，手迹，印章，人像等处理和鉴别。档案：过期的文字、图片档案的修复和处理。机器人视觉娱乐：电影特技，动画，广告，MTV等。第二十九页，共四十七页，编辑于2023年，星期四空间探索第三十页，共四十七页，编辑于2023年，星期四地球资源勘探第三十一页，共四十七页，编辑于2023年，星期四遥感图片第三十二页，共四十七页，编辑于2023年，星期四气象预报第三十三页，共四十七页，编辑于2023年，星期四气象云图气象预报第三十四页，共四十七页，编辑于2023年，星期四计算机合成图像

第三十五页，共四十七页，编辑于2023年，星期四计算机合成图像

第三十六页，共四十七页，编辑于2023年，星期四广告设计第三十七页，共四十七页，编辑于2023年，星期四动画

第三十八页，共四十七页，编辑于2023年，星期四网页设计第三十九页，共四十七页，编辑于2023年，星期四Wallpaper第四十页，共四十七页，编辑于2023年，星期四娱乐第四十一页，共四十七页，编辑于2023年，星期四军事应用目标跟踪第四十二页，共四十七页，编辑于2023年，星期四军事应用隐形飞机、定位轰炸第四十三页，共四十七页，编辑于2023年，星期四军事应用第四十四页，共四十七页，编辑于2023年，星期四军事应用第四十五页，共四十七页，编辑于2023年，星期四1.6数字图像处理的发展动向提高精度，提高处理速度加强软件研究，开发新方法加强边缘学科的研究工作加强理论研究图像处理领域的标准化问题第四十六页，共四十七页，编辑于2023年，星期四参考文献KennethR.Castleman,DigitalImageProcessing，清华大学出版社，1998。

“MATLAB6.X图像处理”（孙兆林，清华大学出版社，2002）。（实验教材）R.C.冈萨雷斯等，《数字图像处理》，电子工业出版