圖像處理-1章(研究生)

1、第一章第一章 緒論緒論數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理北京工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院第一章第一章 緒論緒論教材及參考書教材及參考書教材教材 數(shù)字圖像處理（第二版，英文版），數(shù)字圖像處理（第二版，英文版）， Digital Image Processing， R.C.Gonzalez ，Richard E.Woods著，電子工業(yè)出版社著，電子工業(yè)出版社 數(shù)字圖像處理（第二版），數(shù)字圖像處理（第二版）， R.C.Gonzalez ， Richard E.Woods著，阮秋琦，阮宇智等譯，電子著，阮秋琦，阮宇智等譯，電子工業(yè)出版社工業(yè)出版社第一章第一章 緒論緒論參考書參考書 Digital I

2、mage Processing（英文版）英文版）， K.R.Castleman ，清華大學(xué)出版社，清華大學(xué)出版社 數(shù)字圖像處理，數(shù)字圖像處理，K.R.Castleman著，朱志剛等翻譯，著，朱志剛等翻譯，電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 圖像處理、分析與機(jī)器視覺（第二版圖像處理、分析與機(jī)器視覺（第二版, 英文版），英文版），Image Processing, Analysis, and Mashine Vision，Milan Sonka, Vaclav Hlavac, Roger Boyle著，人民著，人民郵電出版社郵電出版社 圖像處理、分析與機(jī)器視覺（第二版），圖像處理、分析與機(jī)器視覺（第二版

3、），Milan Sonka, Vaclav Hlavac, Roger Boyle著，艾海舟、武著，艾海舟、武勤等譯，人民郵電出版社勤等譯，人民郵電出版社教材及參考書教材及參考書第一章第一章 緒論緒論 圖像工程上冊(cè)圖像工程上冊(cè)圖像處理和分析，章毓晉，清圖像處理和分析，章毓晉，清華大學(xué)出版社，華大學(xué)出版社，2003年年教材及參考書教材及參考書第一章第一章 緒論緒論講課內(nèi)容講課內(nèi)容 第一章第一章 緒論緒論 第二章第二章 數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí) 第三章第三章 圖像變換圖像變換 第四章第四章 圖像增強(qiáng)圖像增強(qiáng) 第五章第五章 圖像復(fù)原簡(jiǎn)介圖像復(fù)原簡(jiǎn)介 第六章第六章 圖像分割和分析圖

4、像分割和分析 第七章第七章 圖像編碼圖像編碼第一章第一章 緒論緒論 掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、原理和方法掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、原理和方法 初步運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題初步運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題 為圖像處理及相關(guān)領(lǐng)域的研究打下基礎(chǔ)為圖像處理及相關(guān)領(lǐng)域的研究打下基礎(chǔ)課程目的與要求課程目的與要求第一章第一章 緒論緒論第一章第一章 緒論緒論1.1 發(fā)展概況及應(yīng)用發(fā)展概況及應(yīng)用1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語1.3 數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的發(fā)展方向數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的發(fā)展方向第一章第一章 緒論緒論1.1 1.1 發(fā)展概況及應(yīng)用發(fā)展概況及應(yīng)用第一章第一章 緒論緒論1.1 1.1 發(fā)展概況及應(yīng)用發(fā)展概況及應(yīng)用第一

5、章第一章 緒論緒論 1. 這門學(xué)科的產(chǎn)生和迅速發(fā)展主要受三個(gè)方面這門學(xué)科的產(chǎn)生和迅速發(fā)展主要受三個(gè)方面因素的影響：因素的影響：（1） 計(jì)算機(jī)的發(fā)展；計(jì)算機(jī)的發(fā)展；（2） 數(shù)學(xué)的發(fā)展數(shù)學(xué)的發(fā)展，特別是離散數(shù)學(xué)理論的創(chuàng)立，特別是離散數(shù)學(xué)理論的創(chuàng)立和完善；和完善；（3） 廣泛的廣泛的軍事、工業(yè)和醫(yī)學(xué)軍事、工業(yè)和醫(yī)學(xué)等方面的應(yīng)用。等方面的應(yīng)用。1.1 1.1 發(fā)展概況及應(yīng)用發(fā)展概況及應(yīng)用第一章第一章 緒論緒論1.1 發(fā)展概況及應(yīng)用發(fā)展概況及應(yīng)用2. 數(shù)字圖像處理技術(shù)的起源數(shù)字圖像處理技術(shù)的起源圖像傳輸過程中的質(zhì)量改善圖像傳輸過程中的質(zhì)量改善 原始圖像質(zhì)量不佳原始圖像質(zhì)量不佳 由于傳輸中噪聲導(dǎo)致質(zhì)量不佳

6、由于傳輸中噪聲導(dǎo)致質(zhì)量不佳模式識(shí)別中的場(chǎng)景數(shù)據(jù)處理模式識(shí)別中的場(chǎng)景數(shù)據(jù)處理 自動(dòng)識(shí)別，要求對(duì)圖像進(jìn)行分析自動(dòng)識(shí)別，要求對(duì)圖像進(jìn)行分析 機(jī)器機(jī)器視覺，要求對(duì)圖像進(jìn)行解釋視覺，要求對(duì)圖像進(jìn)行解釋第一章第一章 緒論緒論1.1 發(fā)展概況及應(yīng)用發(fā)展概況及應(yīng)用3. 數(shù)字圖像處理承襲的技術(shù)和理論數(shù)字圖像處理承襲的技術(shù)和理論 信號(hào)處理信號(hào)處理 圖形學(xué)圖形學(xué) 色彩學(xué)色彩學(xué) 獨(dú)有技術(shù)獨(dú)有技術(shù)第一章第一章 緒論緒論1.1 發(fā)展概況及應(yīng)用發(fā)展概況及應(yīng)用4. 數(shù)字圖像處理主要應(yīng)用領(lǐng)域：數(shù)字圖像處理主要應(yīng)用領(lǐng)域： （1）視頻通信：）視頻通信：可視電話，電視會(huì)議，可視電話，電視會(huì)議，按需電視，遠(yuǎn)程教育；按需電視，遠(yuǎn)程教育；

7、 （2）文字檔案：）文字檔案：文字識(shí)別，過期檔案復(fù)原，郵件分撿，文字識(shí)別，過期檔案復(fù)原，郵件分撿， 辦公自動(dòng)化，支票，簽名辨?zhèn)?；辦公自動(dòng)化，支票，簽名辨?zhèn)危?（3）生物醫(yī)學(xué)：）生物醫(yī)學(xué)：紅白血球計(jì)數(shù)，染色體分析，紅白血球計(jì)數(shù)，染色體分析，X光、光、CT圖像分析圖像分析， 醫(yī)學(xué)手術(shù)模擬規(guī)劃，遠(yuǎn)程醫(yī)療；醫(yī)學(xué)手術(shù)模擬規(guī)劃，遠(yuǎn)程醫(yī)療； （4）遙感測(cè)繪：）遙感測(cè)繪：巡航導(dǎo)彈制導(dǎo)，無人駕駛飛機(jī)飛行，精確制導(dǎo)，巡航導(dǎo)彈制導(dǎo)，無人駕駛飛機(jī)飛行，精確制導(dǎo)， 礦藏勘探，資源探測(cè)，氣象預(yù)報(bào)，自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)；礦藏勘探，資源探測(cè)，氣象預(yù)報(bào)，自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)；第一章第一章 緒論緒論1.1 發(fā)展概況及應(yīng)用發(fā)展概況及應(yīng)用（5）工業(yè)

8、生產(chǎn)：）工業(yè)生產(chǎn)：工業(yè)檢測(cè)，工業(yè)探傷，自動(dòng)生產(chǎn)流水線監(jiān)控，郵政工業(yè)檢測(cè)，工業(yè)探傷，自動(dòng)生產(chǎn)流水線監(jiān)控，郵政 自動(dòng)化，移動(dòng)機(jī)器人，無損探測(cè)，自動(dòng)化，移動(dòng)機(jī)器人，無損探測(cè)，金相分析，金相分析，印刷印刷 板質(zhì)量檢驗(yàn)，板質(zhì)量檢驗(yàn)，精細(xì)印刷品缺陷檢測(cè)；精細(xì)印刷品缺陷檢測(cè)；（6）軍事公安：）軍事公安：軍事偵察，無人駕駛飛機(jī)飛行，軍事偵察，無人駕駛飛機(jī)飛行，雷達(dá)圖像分析、巡雷達(dá)圖像分析、巡 航導(dǎo)彈路徑規(guī)劃航導(dǎo)彈路徑規(guī)劃/ / 制導(dǎo)，制導(dǎo)，罪犯臉形合成、識(shí)別、查罪犯臉形合成、識(shí)別、查 詢，指紋、印章的鑒別識(shí)別；詢，指紋、印章的鑒別識(shí)別；（7）交通：）交通： 太空探測(cè)，航天飛行，公路交通管理，自動(dòng)行駛車太空探測(cè)

9、，航天飛行，公路交通管理，自動(dòng)行駛車 輛。輛。 （8）人機(jī)接口：）人機(jī)接口：手寫輸入、人臉識(shí)別。手寫輸入、人臉識(shí)別。 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域無處不在。數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域無處不在。第一章第一章 緒論緒論1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語 1. 景物景物（SCENE） 在圖像處理中，把通常人眼所看到的客觀存在圖像處理中，把通常人眼所看到的客觀存在的世界稱為景物。在的世界稱為景物。 2. 圖像圖像（IMAGE） 所謂圖像就是視覺景物的某種形式的表示和所謂圖像就是視覺景物的某種形式的表示和記錄。記錄。 第一章第一章 緒論緒論1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語3. 圖形圖形（GRAPHICS） 是指人為的圖形，如圖畫，

10、動(dòng)畫等人造的是指人為的圖形，如圖畫，動(dòng)畫等人造的二維圖形，也可表示三維的。二維圖形，也可表示三維的。4. 圖像處理圖像處理（IMAGE PROCESSING ，IP） 把用攝像機(jī)（或其他傳感器，紅外，把用攝像機(jī)（或其他傳感器，紅外，X光等）光等）得到的景物和照片等（二維數(shù)值數(shù)據(jù)）進(jìn)行加得到的景物和照片等（二維數(shù)值數(shù)據(jù)）進(jìn)行加工處理后輸出另外的圖像（指廣義圖像）。工處理后輸出另外的圖像（指廣義圖像）。第一章第一章 緒論緒論 5. 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（COMPUTER GRAPHICS，CG） 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究通過計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究通過計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，并在專用的圖形設(shè)

11、備上進(jìn)行顯示換為圖形，并在專用的圖形設(shè)備上進(jìn)行顯示的原理、方法和技術(shù)的學(xué)科。的原理、方法和技術(shù)的學(xué)科。（用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)圖形的生成、表示、處理和顯示，（用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)圖形的生成、表示、處理和顯示，以及借助圖形信息進(jìn)行人以及借助圖形信息進(jìn)行人-機(jī)圖形處理的一門學(xué)機(jī)圖形處理的一門學(xué)科。）科。）1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語第一章第一章 緒論緒論計(jì)算機(jī)圖形學(xué)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)圖像處理圖像處理描述描述(數(shù)據(jù)、符號(hào)和幾何模型數(shù)據(jù)、符號(hào)和幾何模型)圖像分析圖像分析(圖像圖像)模式識(shí)別模式識(shí)別計(jì)算幾何計(jì)算幾何6. 圖像處理與相關(guān)學(xué)科圖像處理與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系的關(guān)系圖像圖像1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語圖像模式識(shí)別：圖像模式識(shí)別：試圖

12、把圖像試圖把圖像分解成可用符號(hào)較抽象地描分解成可用符號(hào)較抽象地描述的類別。述的類別。計(jì)算幾何：計(jì)算幾何：專門研究幾何模專門研究幾何模型和數(shù)據(jù)的處理。型和數(shù)據(jù)的處理。第一章第一章 緒論緒論7. 圖像處理與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系圖像處理與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系圖像處理與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的區(qū)別圖像處理與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的區(qū)別：（1） 數(shù)據(jù)來源不同數(shù)據(jù)來源不同 圖像數(shù)據(jù)來自客觀世界；圖像數(shù)據(jù)來自客觀世界； 圖形數(shù)據(jù)來自主觀世界。圖形數(shù)據(jù)來自主觀世界。1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語第一章第一章 緒論緒論1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語（2） 處理方法不同處理方法不同 圖像處理方法包括幾何修正、圖像變換、圖像處理方法包括幾

13、何修正、圖像變換、 圖像增強(qiáng)、圖像分割、圖像理解、圖像識(shí)別等；圖像增強(qiáng)、圖像分割、圖像理解、圖像識(shí)別等； 圖形處理方法包括幾何變換、開窗和裁剪、圖形處理方法包括幾何變換、開窗和裁剪、隱藏線和隱藏面消除、曲線和曲面擬合、明暗隱藏線和隱藏面消除、曲線和曲面擬合、明暗處理、紋理產(chǎn)生等。處理、紋理產(chǎn)生等。第一章第一章 緒論緒論1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語（3） 理論基礎(chǔ)不同理論基礎(chǔ)不同 圖像處理理論主要用到數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理理論主要用到數(shù)字信號(hào)處理、概率與統(tǒng)計(jì)、模糊數(shù)學(xué)等；概率與統(tǒng)計(jì)、模糊數(shù)學(xué)等； 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論主要用到仿射與透計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論主要用到仿射與透視變換、樣條幾何、計(jì)算幾何、分形理視變換

14、、樣條幾何、計(jì)算幾何、分形理論等。論等。第一章第一章 緒論緒論1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語（4） 用途不同用途不同 圖像處理主要用于遙感、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、航天圖像處理主要用于遙感、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、航天航空、軍事、公安等；航空、軍事、公安等； 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)主要用于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)主要用于CAD/CAM/CAE、CAI、計(jì)算機(jī)藝術(shù)、計(jì)算機(jī)模擬、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫等。計(jì)算機(jī)藝術(shù)、計(jì)算機(jī)模擬、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫等。第一章第一章 緒論緒論 圖像處理與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的關(guān)系：圖像處理與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的關(guān)系： 到了到了2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代由于光柵掃描圖形顯示器的廣泛使用，年代由于光柵掃描圖形顯示器的廣泛使用，以及各門學(xué)科之間相互滲透和溝

15、通，近年來，也由于多媒體以及各門學(xué)科之間相互滲透和溝通，近年來，也由于多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、三維空間數(shù)據(jù)場(chǎng)顯示及紋理映射等的迅技術(shù)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、三維空間數(shù)據(jù)場(chǎng)顯示及紋理映射等的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理的結(jié)合日益緊密，并相互速發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理的結(jié)合日益緊密，并相互滲透和融合。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖像處理相結(jié)合，加速了這兩滲透和融合。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖像處理相結(jié)合，加速了這兩個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這兩門學(xué)科互相滲透，逐漸靠近。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這兩門學(xué)科互相滲透，逐漸靠近。1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語第一章第一章 緒論緒論1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語8.

16、 計(jì)算機(jī)視覺計(jì)算機(jī)視覺（COMPUTER VISION） 主要強(qiáng)調(diào)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人的視覺功能。主要強(qiáng)調(diào)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人的視覺功能。 其目的是發(fā)其目的是發(fā)展出能夠理解自然景物的系統(tǒng)。在機(jī)器人領(lǐng)域中，為展出能夠理解自然景物的系統(tǒng)。在機(jī)器人領(lǐng)域中，為機(jī)器人提供眼睛的功能。機(jī)器人提供眼睛的功能。 目前的研究?jī)?nèi)容主要與圖像理解相結(jié)合。目前的研究?jī)?nèi)容主要與圖像理解相結(jié)合。第一章第一章 緒論緒論1.2 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語9.從圖像處理到計(jì)算機(jī)視覺從圖像處理到計(jì)算機(jī)視覺第一章第一章 緒論緒論國內(nèi)外相關(guān)會(huì)議和雜志國內(nèi)外相關(guān)會(huì)議和雜志 國內(nèi)雜志：一級(jí)學(xué)報(bào)國內(nèi)雜志：一級(jí)學(xué)報(bào) Journal of Computer Sci

17、ence and Technology (JCST)(SCI) 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào) 軟件學(xué)報(bào)軟件學(xué)報(bào) 電子學(xué)報(bào)電子學(xué)報(bào) 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展 第一章第一章 緒論緒論 國外會(huì)議：國外會(huì)議： IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV) IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) ACM Multimedia Conference (MM)國內(nèi)外相關(guān)會(huì)議和雜志國內(nèi)外相關(guān)會(huì)議和雜志第一章第一章 緒論緒論 I

18、EEE International Conference on Image Processing (ICIP) IEEE International Conference on Multimediaand Expo (ICME) International Conference on Pattern Recognition (ICPR) International Conference on Image and VideoRetrieval (CIVR) 國內(nèi)外相關(guān)會(huì)議和雜志國內(nèi)外相關(guān)會(huì)議和雜志第一章第一章 緒論緒論 國外雜志：國外雜志： IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Int