第一章 数字图像处理课件

数字图像处理刘坤良candd第一章数字图像处理第一章数字图像处理主要教材（讲义）

图像处理和分析教程章毓晋

人民邮电出版社2009.11

数字图像处理与分析杨帆北京航空航天大学出版社2007.10参考书数字图像处理[美]Kennetstleman著朱志刚译电子工业出版社2002.2

第一章数字图像处理第一章数字图像处理1.1.1图象的定义用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体。1.1.2图像的类别物体图像数学函数不可见的物理图像可见的图像光图像照片、图与画第一章数字图像处理可见光成像和不可见光成像

400nm700nm紫外光红外光546.1nm435.8nm780nm单波段、多波段和超波段图像第一章数字图像处理模拟图像和数字图像

1)模拟图像模拟图像可用连续函数来描述。

其特点：光照位置和光照强度均为连续变化的。2)数字图像(离散化了的图像)

可用矩阵或数组来描述像素或像元的属性：空间位置和灰度。第一章数字图像处理第一章数字图像处理1.1.3图像处理的概念

图像处理

模拟图像处理数字图像处理第一章数字图像处理1.2数字图像处理学的内容和与其它相关学科的关系

1.2.1图像处理的内容

它是研究图像的获取、传输、存储，变换、显示、理解与综合利用的一门崭新学科。根据抽象程度不同可分为三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。。

第一章数字图像处理具体而言，数字图像处理的内容包括：•

图像的数字化

•

图像变换图像变换目的在于：处理问题简化、有利于特征提取、加强对图像信息的理解。图像变换算法很多。

如何由一幅模拟图像获取一幅满足需求的数字图像，使图像便于计算机处理、分析。第一章数字图像处理•图像增强

•

图像的恢复与重建

介绍各种增强方法及其应用。增强图像的有用信息，消弱噪声的干扰。

把退化、模糊了的图像复原.包括图像辐射校正和几何校正等内容。由断层扫描重建二、三维图像。第一章数字图像处理•

图像编码简化图像的表示，压缩图像的数据，便于存储和传输。

256K21k•

图像分割图像分割是指将一幅图像划分为互不重叠的区域的处理。第一章数字图像处理•

二值图像处理与形状分析包括二值图像的几何概念、二值图像连接成分的各种变形算法和二值图像特征提取与分析的各种方法。检测或去掉小成分骨架提取边界提取第一章数字图像处理•

纹理分析

主要包括影像纹理的概念、特征提取与分析的一些方法与应用。•

图像识别对图像中的不同对象进行分类、描述和解译。第一章数字图像处理1.2.2与相关学科的关系

它与模式识别、计算机图形学、计算机视觉等学科既相互联系又相互区别。第一章数字图像处理第1章1.3 图像表示和显示

图像和像素 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）第一章数字图像处理第1章1.3 图像表示和显示

图像和像素 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(pixel)第一章数字图像处理第1章1.3 图像表示和显示

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 可以显示图像的设备有许多种 电视显示器 阴极射线管（CRT） 各种打印设备第一章数字图像处理第1章1.3 图像表示和显示

图像显示 半调输出 将一个区域分成3

3个单元以输出10种不同的灰度第一章数字图像处理第1章1.3 图像表示和显示

图像显示

抖动技术 通过调节或变动图像的幅度值来改善量化过粗图像的显示质量第一章数字图像处理

数字图像根据灰度级数的差异可分为：黑白图像、灰度图像和彩色图像。黑白图像

图像的每个像素只能是黑或白，没有中间的过渡，故又称为二值图像。二值图像的像素值为0或1。例如第一章数字图像处理第一章数字图像处理灰度图像

灰度图像是指灰度级数大于2的图像。但它不包含彩色信息。彩色图像

彩色图像是指每个像素由R、G、B分量构成的图像，其中R、B、G是由不同的灰度级来描述。第一章数字图像处理第一章数字图像处理图像的质量1.平均亮度

2.对比度

是指一幅图象中灰度反差的大小。

对比度=最大亮度/最小亮度第一章数字图像处理第一章数字图像处理3.清晰度由图像边缘灰度变化的速度来描述。4.分解力或分辨率第一章数字图像处理第一章数字图像处理

数字图像处理系统由硬件和软件组成。采集显示存储通信主机图像处理软件

第一章数字图像处理第1章1.4 图像存储与格式

图像存储器件用于图像处理和分析的数字存储器可分为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）存储器第一章数字图像处理第1章1.4 图像存储与格式

图像文件格式 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格式第一章数字图像处理1.5.1数字图像处理的特点•精度高对于一幅图像而言，数字化时不管是用4比特、8比特还是其它比特表示，只需改变计算机中程序的参数，处理方法不变。所以从原理上讲不管对多高精度的数字图像进行处理都是可能的。而在模拟图像处理中，要想使精度提高一个数量级，就必须对装置进行大幅度改进。•再现性好不管是什么数字图像，均用数组或数组集合表示。在传送和复制图像时，只在计算机内部进行处理，这样数据就不会丢失或遭破坏，保持了完好的再现性。而在模拟图像处理过程中，就会因为各种干扰因素而无法保持图像的再现性。1.5数字图像处理的特点及其应用

第一章数字图像处理•通用性、灵活性强对可见图像和不可见光图像（如X光图像、热红外图像和超声波图像等），尽管这些图像生成体系中的设备规模和精度各不相同，但当把这些图像数字化后，对于计算机来说，都可同样进行处理，这就是数字处理图像的通用性。另外，改变处理图像的计算机程序，可对图像进行各种各样的处理，如上下滚动、漫游、拼接、合成、变换、放大、缩小和各种逻辑运算等，所以灵活性很高。

1.5.2数字图像处理的应用数字处理图像在生物医学、遥感、工业、军事、通信、公安等领域有着广泛的应用。第一章数字图像处理生物医学：利用电磁波谱成像分析系统诊断病情。如显微镜图像分析，DNA成像分析等；第一章数字图像处理CT及核磁共振、超声波、X射线成像分析等。如三维测量可视化软件系统可对各类医学断层图像进行分析处理，提供诊断依据。第一章数字图像处理遥感：农、林等资源的调查，农作物长势监测，自然灾害监测、预报，地势、地貌测绘以及地质构造解译、找矿，环境污染检测等等。

第一章数字图像处理RSApplicationinMonitoringtheChangesofLanduse(1)第一章数字图像处理RSApplicationinMonitoringtheChangesofLanduse(2)第一章数字图像处理第一章数字图像处理第一章数字图像处理1998年长江（枝城-岳阳）洪涝灾害监测第一章数字图像处理第一章数字图像处理工业生产：无损探伤，石油勘探，生产过程自动化（识别零件，装配质量检查），工业机器人研制等。军事：航空及卫星侦察照片的测绘、判读，雷达、声纳图像处理，导弹制导，军事仿真等。第一章数字图像处理在军事方面制作电子沙盘Landscape电子沙盘第一章数字图像处理通信：图像传真，数字电视、网络可视聊天、可视电话网页动画等。

第一章数字图像处理独特的ExactTime