圖像處理的應(yīng)用chapter7

1、第七章 圖像處理的應(yīng)用指紋識別系統(tǒng)指紋，由于其具有終身不變性、唯一性和方便性，已幾乎成為生物特征識別的代名詞。指紋是指人的手指末端正面皮膚上凸凹不平產(chǎn)生的紋線。 指紋識別即指通過比較不同指紋的細(xì)節(jié)特征點來進(jìn)行鑒別。由于每個人的指紋不同，就是同一人的十指之間，指紋也有明顯區(qū)別，因此指紋可用于身份鑒定。 指紋識別系統(tǒng)ibm指紋識別筆記本電腦漢王指紋考勤機(jī)指紋鎖指紋識別系統(tǒng)指紋的基本特征全局特征（描述了指紋的總體結(jié)構(gòu)）局部特征（指指紋紋亂上的節(jié)點的特征，這些特征提供了指紋唯一性的確認(rèn)信息）紋形（箕形、斗形、弓形）模式區(qū)核心點三角點紋數(shù)指紋識別系統(tǒng)斗形紋弓形紋箕形紋紋形可以分為箕形、弓形、斗形，如下圖

2、所示。其他的指紋圖案都是基于這三種基本圖案指紋識別系統(tǒng)指紋采集圖像處理特征提取數(shù)據(jù)庫指紋采集圖像處理特征提取 匹配鑒別結(jié)果訓(xùn)練模塊鑒別模塊指紋識別系統(tǒng)框圖指紋識別系統(tǒng)指紋圖像的獲取的設(shè)備1、光學(xué)取像設(shè)備 依據(jù)的是光的全反射原理(ftir)。光線照到壓有指紋的玻璃表面，反射光線由ccd去獲得，反射光的數(shù)量依賴于壓在玻璃表面指紋的脊和谷的深度和皮膚與玻璃間的油脂。光線經(jīng)玻璃設(shè)到谷后反射到ccd，而設(shè)到脊后則不反射到ccd（確切的是脊上的液體反光的）。 2、晶體傳感器硅傳感器成為電容的一個極板，手指則是另一極板，利用手指紋線的脊和谷相對于平滑的硅傳感器之間的電容差，形成8bit的灰度圖像。 3、超聲

3、波掃描利用超聲波具有穿透材料的能力，且隨材料的不同產(chǎn)生大小不同的回波（超聲波到達(dá)不同材質(zhì)表面時，被吸收、穿透與反射的程度不同），因此，利用皮膚與空氣對于聲波阻抗的差異，就可以區(qū)分指紋脊與谷所在的位置。 指紋識別系統(tǒng)成像技術(shù)光學(xué)成像技術(shù)硅晶體電容傳感技術(shù)超聲波掃描體積大小中耐用性非常耐用容易損壞一般成像能力汗多和稍臟的手指成像模糊干手指好，汗多和稍臟的手指不能成像非常好耗電較多較少較多成本低低很高三種成像技術(shù)的比較指紋識別系統(tǒng)圖像剪裁圖像平滑圖像銳化二值化圖像修飾圖像細(xì)化原始圖像輸出圖像指紋圖像的預(yù)處理過程指紋識別系統(tǒng)圖像剪裁：將原始指紋圖像應(yīng)用一定的算法進(jìn)行剪切，在基本不損失有用的指紋信息的基

4、礎(chǔ)上產(chǎn)生一個比原始圖像小的指紋圖像，減少數(shù)據(jù)量。圖像平滑：去除噪聲干擾，而又不使圖像失真銳化處理：為強(qiáng)化指紋紋線間的界線，突出邊緣信息，利于二值化修飾處理：指紋圖像經(jīng)過二值化后，紋線邊緣往往有凹凸不齊，為使圖像整潔，邊緣圓滑，需要進(jìn)行修飾處理。二值化：對于銳化后的圖像，其直方圖有明顯的雙峰，故易于選取的閾值進(jìn)行指紋圖像二值化。細(xì)化處理：所關(guān)心的不是指紋的粗細(xì)，而是指紋的有無，因此，在不破壞圖像連通性的情況下去掉多余的信息指紋識別系統(tǒng)定位分區(qū)特征提取分類細(xì)化圖像存入指紋庫指紋識別和分類流程遙感圖像的應(yīng)用 遙感（remote sensing），從廣義上說是泛指從遠(yuǎn)處探測、感知物體或事物的技術(shù)。即不

5、直接接觸物體本身，從遠(yuǎn)處通過儀器（傳感器）探測和接收來自目標(biāo)物體的信息（如電場、磁場、電磁波、地震波等信息），經(jīng)過信息的傳輸及其處理分析，識別物體的屬性及其分布等特征的技術(shù)。 通常遙感是指空對地的遙感，即從遠(yuǎn)離地面的不同工作平臺上（如高塔、氣球、飛機(jī)、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)等）通過傳感器，對地球表面的電磁波（輻射）信息進(jìn)行探測，并經(jīng)信息的傳輸、處理和判讀分析，對地球的資源與環(huán)境進(jìn)行探測和監(jiān)測的綜合性技術(shù)。 遙感圖像的應(yīng)用 用于探測海洋水色水溫，評估漁場、預(yù)報魚訊、監(jiān)測海洋污染、河口泥沙、海岸帶生態(tài)和冰情等 可以對全球植被和土地狀況進(jìn)行分類，監(jiān)測土地沙漠化、森林砍伐、病蟲災(zāi)害、城

6、市化等環(huán)境變化進(jìn)程 還可以利用遙感技術(shù)進(jìn)行國土資源普查，尋找礦產(chǎn)，監(jiān)測火山、黃土、冰川、巖溶等新生代地質(zhì)作用和現(xiàn)象 遙感技術(shù)在城市規(guī)劃與工程建設(shè)方面也發(fā)揮著重要作用遙感圖像的應(yīng)用人造衛(wèi)星觀測的地球遙感圖像的應(yīng)用塔克拉瑪干沙漠的遙感圖像遙感圖像的應(yīng)用遙感監(jiān)測森林狀況（綠色為森林）遙感圖像的應(yīng)用圖為遙感監(jiān)測到的森林過度砍伐情況遙感圖像的應(yīng)用圖為長江沉淀了大量的泥沙遙感圖像的應(yīng)用遙感監(jiān)測到土地荒漠化情況gvi遙感圖像的應(yīng)用圖為遙感監(jiān)測的火山運(yùn)動情況遙感圖像的應(yīng)用遙感圖像處理內(nèi)容 校正 圖像校正是指從具有畸變的圖像中消除畸變的處理過程，消除幾何畸變的叫幾何校正；消除輻射量失真的叫輻射校正。 變換 交換

7、泛指按一定規(guī)則從一幀圖形加工產(chǎn)生另一幀圖像的處理過程，這里所指的圖像變換主要包括圖像增強(qiáng)和特征提取兩方面內(nèi)容。 分類。 校正 幾何校正：對各類遙感影像的畸變都必須以地形圖為基準(zhǔn)進(jìn)行幾何校正。幾何校正步驟大致如下： 選擇控制點建立整體映射函數(shù)重采樣內(nèi)插 輻射較正：從遙感器所獲得的圖像的灰度與目標(biāo)物的光譜反射率或光譜輻射亮度等物理量是不一致的，所以要進(jìn)行輻射校正。輻射校正的結(jié)果，會改變圖像的色調(diào)和色彩。圖像交換 圖像增強(qiáng)：圖像增強(qiáng)是改善圖像視覺效果的處理。當(dāng)圖像增強(qiáng)則把重點放在使分析者能從視覺上便于識別圖像內(nèi)容之上，典型的圖像增強(qiáng)有灰度交換、彩色合成等。 特征提?。簽榱死脙x器進(jìn)行圖像判讀及分析處

8、理，需要從原始圖像數(shù)據(jù)中求出有益于分析的判讀標(biāo)志及統(tǒng)計量等各種參數(shù)。對圖像進(jìn)行變換，突出其具有代表性的特征的方法，叫特征提取。特征提取可以定量地抽出以下三種特征： 光譜特征：空間（幾何）特征：紋理特征圖像處理在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用 圖像處理在生命科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)診斷、臨床治療等方面起著重要的作用，x射線、ct、mri的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明者獲得諾貝爾獎，就是其重要價值的印證。圖像處理在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用 主要包括對醫(yī)用顯微圖像的處理分析，如染色體分析，癌細(xì)胞識別，心血管數(shù)字減影及其他減影技術(shù)；熱像、紅外像分析。此外還有x光照片增強(qiáng)、凍結(jié)及偽彩色增強(qiáng)；超聲圖像成像、凍結(jié)、增強(qiáng)及偽彩色處理；ct、mri、射線照相機(jī)、正電子和質(zhì)子ct的應(yīng)用；心電圖