數(shù)字圖像處理概述

1、數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué) 理學(xué)院理學(xué)院第1章 概述(Introduction ) 1.1 數(shù)字圖像處理及特點(diǎn)數(shù)字圖像處理及特點(diǎn)（(Characteristics and Processing of Digital Image) ） 1.2 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)數(shù)字圖像處理系統(tǒng) (System of Digital Image Processing） 1.3 數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容（Research Areas in Digital Image Processing） 1.4數(shù)字圖像處理的應(yīng)用和發(fā)展數(shù)字圖像處理的應(yīng)用和發(fā)展(Application

2、s and Development of Digital Image Processing ) 1.1.1 數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理（ Digital Images and Digital Image Processing） 數(shù)字圖像數(shù)字圖像 圖圖-是物體透射或反射光的分布，是客觀存在的。是物體透射或反射光的分布，是客觀存在的。像像-是人的視覺系統(tǒng)對(duì)圖的接受在大腦中形成的印象或是人的視覺系統(tǒng)對(duì)圖的接受在大腦中形成的印象或反映，圖像是圖和像的有機(jī)結(jié)合，是客觀世界能量或反映，圖像是圖和像的有機(jī)結(jié)合，是客觀世界能量或狀態(tài)以可視化形式在二維平面上的投影。狀態(tài)以可視化形式在二維平面上

3、的投影。1.1.1 數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理（ Digital Images and Digital Image Processing）數(shù)字圖像數(shù)字圖像 是物體的一個(gè)數(shù)字表示，是以數(shù)字格式存放是物體的一個(gè)數(shù)字表示，是以數(shù)字格式存放的圖像，它是目前社會(huì)生活中最常見的一種信息的圖像，它是目前社會(huì)生活中最常見的一種信息媒體，它傳遞著物理世界事物狀態(tài)的信息，是人媒體，它傳遞著物理世界事物狀態(tài)的信息，是人類獲取外界信息的主要途徑。類獲取外界信息的主要途徑。1.1.1 數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理（ Digital Images and Digital Image Pr

4、ocessing）數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理 數(shù)字圖像處理又稱為計(jì)算機(jī)圖像處理，它是數(shù)字圖像處理又稱為計(jì)算機(jī)圖像處理，它是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理的過程，以提高圖像的實(shí)用性，從而達(dá)進(jìn)行處理的過程，以提高圖像的實(shí)用性，從而達(dá)到人們所要求的預(yù)期結(jié)果。到人們所要求的預(yù)期結(jié)果。 1.1.1 數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理（ Digital Images and Digital Image Processing）處理的目的：處理的目的：提高圖像的視感質(zhì)量，提高圖像的視感質(zhì)量， 以達(dá)到賞心悅目的目的；以達(dá)到賞心悅目的目的；提取

5、圖像中所包含的某些特征或特殊信息，便于提取圖像中所包含的某些特征或特殊信息，便于計(jì)算機(jī)分析；計(jì)算機(jī)分析；對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、編碼和壓縮，便于圖像的對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、編碼和壓縮，便于圖像的存儲(chǔ)和傳輸。存儲(chǔ)和傳輸。1.1.2數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)(Characteristics of Digital Images) 數(shù)字圖像處理還有以下特點(diǎn)數(shù)字圖像處理還有以下特點(diǎn) ：處理信息量很大處理信息量很大數(shù)字圖像處理占用的頻帶較寬數(shù)字圖像處理占用的頻帶較寬 數(shù)字圖像中各個(gè)像素相關(guān)性大數(shù)字圖像中各個(gè)像素相關(guān)性大 處理后的圖像一般是給人觀察和評(píng)價(jià)的，因處理后的圖像一般是給人觀察和評(píng)價(jià)的，因此受人的因素影響較大。由

6、于人的視覺系統(tǒng)很復(fù)此受人的因素影響較大。由于人的視覺系統(tǒng)很復(fù)雜，受環(huán)境條件、視覺性能、人的情緒愛好以及雜，受環(huán)境條件、視覺性能、人的情緒愛好以及知識(shí)狀況影響很大，作為圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)還有待知識(shí)狀況影響很大，作為圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)還有待進(jìn)一步深入的研究。進(jìn)一步深入的研究。 1.2.1數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（Structure of Digital Image Processing System） 圖圖1.1 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)圖圖1.2 圖像處理系統(tǒng)的工作圖圖像處理系統(tǒng)的工作圖圖圖像像數(shù)數(shù)字字化化預(yù)預(yù)處處理理圖圖像像分分割割特特征征提提取取自自動(dòng)動(dòng)識(shí)識(shí)別別顯示顯示打

7、印打印結(jié)果結(jié)果人人 機(jī)機(jī) 交交 互互 處處 理理1.2.2數(shù)字圖像處理的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字圖像處理的優(yōu)點(diǎn)(Advantages of Digital Image Processing) 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是 ：精度高精度高再現(xiàn)性好再現(xiàn)性好通用性、靈活性強(qiáng)通用性、靈活性強(qiáng)1.3 數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容（Research contents in Digital Image Processing） 圖像增強(qiáng)圖像增強(qiáng)（Enhancement）圖像壓縮圖像壓縮(Compression) 圖像復(fù)原圖像復(fù)原 (Restoration)圖像分割圖像分割

8、(Segmentation )圖像分類圖像分類 (classification )圖像重建圖像重建 (Reconstruction )1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用 圖圖 1.3 圖像的修復(fù)圖像的修復(fù) （1990年發(fā)射的年發(fā)射的“哈勃哈勃”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡拍攝超號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡拍攝超遠(yuǎn)距離的物體，借助于圖像處理技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。）遠(yuǎn)距離的物體，借助于圖像處理技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。）1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Ap

9、plications and Development of Digital Image Processing )圖圖 1.4遙感圖像監(jiān)測(cè)遙感圖像監(jiān)測(cè) (森林火災(zāi)監(jiān)護(hù)森林火災(zāi)監(jiān)護(hù)) 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖 1.5 夜間燈光數(shù)據(jù)圖像夜間燈光數(shù)據(jù)圖像(提供人類居住區(qū)的情況提供人類居住區(qū)的情況) 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )

10、生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用 圖圖 1.6 SARS冠狀病毒圖像冠狀病毒圖像 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 圖圖 1.7 醫(yī)學(xué)超聲成像醫(yī)學(xué)超聲成像 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖 1.8 CT圖像處理圖像處理 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Developme

11、nt of Digital Image Processing )圖圖 1.9 紅外體溫檢測(cè)圖像紅外體溫檢測(cè)圖像1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )通信工程方面的應(yīng)用通信工程方面的應(yīng)用 圖圖1.10手機(jī)電視手機(jī)電視 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 圖圖1.11視頻通話視頻通話 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applica

12、tions and Development of Digital Image Processing )圖圖1.12手機(jī)上網(wǎng)手機(jī)上網(wǎng) 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖1.13基于基于H.323網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)會(huì)議網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)會(huì)議 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖1.14基于基于H.320網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)多

13、點(diǎn)會(huì)議網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)會(huì)議 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖1.15 基于衛(wèi)星網(wǎng)的視頻會(huì)議基于衛(wèi)星網(wǎng)的視頻會(huì)議1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )工業(yè)和工程方面的應(yīng)用工業(yè)和工程方面的應(yīng)用 圖圖1.16 機(jī)器代替人進(jìn)行操作機(jī)器代替人進(jìn)行操作 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Dev

14、elopment of Digital Image Processing ) （a）網(wǎng)裂）網(wǎng)裂 (b) 龜裂龜裂圖圖1.17路面破損圖像識(shí)別路面破損圖像識(shí)別1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 圖圖1.18 印刷電路板零件及焊點(diǎn)檢測(cè)印刷電路板零件及焊點(diǎn)檢測(cè) 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )軍事公安方面的應(yīng)用軍事公安方面的應(yīng)用 圖圖1.19

15、 交通監(jiān)控交通監(jiān)控 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 圖圖1.20 人眼虹膜識(shí)別系統(tǒng)人眼虹膜識(shí)別系統(tǒng) 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖1.21 生物特征識(shí)別生物特征識(shí)別1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )

16、 圖圖1.22-1 軍事目標(biāo)跟蹤軍事目標(biāo)跟蹤 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 圖圖1.22-2 軍事目標(biāo)跟蹤軍事目標(biāo)跟蹤 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )文化藝術(shù)方面的應(yīng)用文化藝術(shù)方面的應(yīng)用 圖圖1.23 計(jì)算機(jī)廣告圖像合成計(jì)算機(jī)廣告圖像合成 1.4.2數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)向數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)向 (Future Direction in the Field of Digital Image Processing) 圖像處理技術(shù)未來發(fā)展大致可歸納如下四點(diǎn)圖像處理技術(shù)未來發(fā)展大致可歸納如下四點(diǎn) ：圖像處理的發(fā)展將向著高速、高分辨率、立體化、圖像