圖像處理和分析教程 章毓晉 第1章

1、共二十五頁第1章第1章緒論(xln) 本書主要介紹一些基本和典型的圖像（處理(chl)和分析）技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)，特別是電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對圖像的采集和應(yīng)用，以及加工技術(shù)近年來得到極大的重視和長足的進(jìn)展，出現(xiàn)了許多有關(guān)的新理論、新技術(shù)、新算法、新手段和新設(shè)備，并已使得圖像技術(shù)在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、教育、娛樂、管理和通信等方面得到了廣泛的應(yīng)用，對推動社會發(fā)展、改善人們生活水平都起到了重要的作用共二十五頁第1章第1章緒論(xln) 1.1圖像及應(yīng)用1.2圖像工程概述1.3圖像表示和顯示1.4圖像存儲與格式(g shi)1.5本書內(nèi)容提要共二十五頁第1章1.1圖像(t xin)及應(yīng)

2、用不同波段的圖像1、宇宙射線圖像2、X射線圖像3、紫外線圖像4、可見光圖像5、紅外線圖像6、無線電波圖像7、交流(jioli)電波圖像 不同光照圖像 共二十五頁第1章1.1圖像(t xin)及應(yīng)用不同(b tn)類型的圖像1、3-D圖像 6、深度圖像 2、彩色圖像 7、紋理圖像 3、多光譜圖像 8、投影重建圖像 4、立體圖像 9、合成圖像 5、序列圖像 彩色圖像及其三個分量圖 共二十五頁第1章1.2圖像(t xin)工程概述 圖像工程(gngchng)的3個層次共二十五頁第1章1.2圖像(t xin)工程概述 相關(guān)(xinggun)學(xué)科共二十五頁第1章1.3圖像表示(biosh)和顯示 圖像和

3、像素一幅圖像一般可以(ky)用一個2-D函數(shù)f(x, y)來表示（計算機(jī)中為一個2-D數(shù)組） 共二十五頁第1章1.3圖像(t xin)表示和顯示 圖像和像素(xin s)一幅圖像可分解為許多個單元。每個基本單元叫做圖像元素，簡稱像素 共二十五頁第1章1.3圖像(t xin)表示和顯示 圖像顯示將圖像數(shù)據(jù)以2-D圖形式（亮度模式的空間排列，在空間(x, y)處顯示對應(yīng)f的亮度）展示出來(ch li)可以顯示圖像的設(shè)備有許多種 電視顯示器 陰極射線管（CRT） 各種打印設(shè)備 共二十五頁第1章1.3圖像(t xin)表示和顯示 圖像顯示(xinsh)半調(diào)輸出將一個區(qū)域分成3 3個單元以輸出10種不同

4、的灰度 共二十五頁第1章1.3圖像表示(biosh)和顯示 圖像顯示抖動技術(shù)通過調(diào)節(jié)或變動圖像的幅度值來改善(gishn)量化過粗圖像的顯示質(zhì)量 共二十五頁第1章1.4圖像(t xin)存儲與格式 圖像存儲器件 用于圖像處理和分析的數(shù)字(shz)存儲器可分為3類(1)處理和分析過程中使用的快速存儲器(2)用于比較快地重新調(diào)用的在線或聯(lián)機(jī)存儲器(3)不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)庫（檔案庫）存儲器例1.4.1存儲器實例 共二十五頁第1章1.4圖像存儲(cn ch)與格式 圖像(t xin)文件格式一種是矢量形式，另一種是光柵形式 (1)BMP格式 (2)GIF格式 (3)TIFF格式(4)JPEG格式 共二十

5、五頁第1章1.5本書內(nèi)容提要(ni rn t yo) 圖像技術(shù)分類(fn li)和選取圖像處理共二十五頁第1章1.5本書內(nèi)容提要(ni rn t yo) 圖像技術(shù)分類(fn li)和選取圖像分析共二十五頁第1章1.5本書內(nèi)容提要(ni rn t yo) 如何學(xué)習(xí)使用本書先修基礎(chǔ)（1）數(shù)學(xué)知識：線性代數(shù)，因為圖像可表示為點陣，需借助矩陣(j zhn)表達(dá)、解釋各種加工運算過程；另外，統(tǒng)計和概率也很有用（2）計算機(jī)科學(xué)知識：計算機(jī)軟件技術(shù)，因為對圖像的加工需要使用計算機(jī)，通過編程用一定的算法來完成（3）電子學(xué)知識：一個是信號處理，因為圖像可看做1-D信號的擴(kuò)展，對圖像的處理是對信號處理的擴(kuò)展；另一

6、個是電路原理，因為要最終實現(xiàn)對圖像的加工，需要使用一定的電子設(shè)備共二十五頁第1章1.5本書內(nèi)容提要(ni rn t yo) 如何學(xué)習(xí)使用本書各章概況 第1章為緒論，舉出了多種圖像的示例，概況了圖像技術(shù)的總體(zngt)情況，并具體介紹了圖像的表達(dá)和顯示方法，以及圖像存儲和文件格式，還對本書的使用提出了建議 第2章介紹圖像采集，包括幾何成像模型和亮度成像模型，為數(shù)字化而進(jìn)行的采樣和量化，以及所獲得的圖像中像素間的聯(lián)系和將像素的坐標(biāo)進(jìn)行變換的方法 第3章介紹空域圖像增強，所涉及的技術(shù)包括灰度映射技術(shù)，通過對圖像進(jìn)行運算的技術(shù)，利用直方圖修正的方法和利用像素鄰域的空域濾波方法共二十五頁第1章1.5本

7、書內(nèi)容提要(ni rn t yo) 如何學(xué)習(xí)使用本書各章概況 第4章介紹彩色圖像增強，首先討論了與彩色視覺有關(guān)的三基色與色度圖以及常用的彩色模型及相互轉(zhuǎn)換，然后給出一些偽彩色增強和真彩色增強的方法 第5章介紹圖像變換，對比較基本和常用的傅里葉變換、沃爾什和哈達(dá)碼變換、離散余弦變換以及霍特林變換的性質(zhì)、特點簡要地進(jìn)行了概括 第6章介紹頻域圖像增強，具體介紹了多種低通濾波器、高通濾波器和帶阻帶通濾波器，并結(jié)合分析了同態(tài)濾波器的原理，還對空域技術(shù)(jsh)與頻域技術(shù)(jsh)的聯(lián)系進(jìn)行了討論共二十五頁第1章1.5本書內(nèi)容提要(ni rn t yo) 如何學(xué)習(xí)使用本書各章概況 第7章介紹圖像恢復(fù)，首先

8、分析了圖像退化的一些示例和幾種典型的噪聲，給出了幾種空域噪聲濾波器和組合濾波器，并對基本的無約束恢復(fù)和有約束恢復(fù)技術(shù)進(jìn)行了討論 第8章介紹圖像投影重建，首先分析常見的投影重建方式，統(tǒng)一(tngy)概括投影重建的原理，對傅里葉反變換重建、卷積逆投影重建和級數(shù)展開重建3類技術(shù)進(jìn)行具體討論 第9章介紹圖像編碼基礎(chǔ)，包括圖像壓縮的原理和典型的數(shù)據(jù)冗余，圖像保真度的定義和測度，基于基本的編碼定理，討論了變長編碼和位平面編碼的方法 共二十五頁第1章1.5本書內(nèi)容提要(ni rn t yo) 如何學(xué)習(xí)使用本書各章概況 第10章介紹進(jìn)一步的圖像編碼技術(shù)，主要是常用的預(yù)測編碼和變換編碼技術(shù)，也結(jié)合概括了靜止圖像

9、壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)和運動圖像壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容(nirng) 第11章介紹基本圖像分割技術(shù)，根據(jù)對圖像分割技術(shù)的通用分類方法，給出了一些基本的并行邊界技術(shù)、串行邊界技術(shù)、并行區(qū)域技術(shù)和串行區(qū)域技術(shù) 第12章介紹一些典型圖像分割算法，包括用于檢測角點的SUSAN算子、確定目標(biāo)邊界的主動輪廓模型、若干有特色的取閾值技術(shù)和基于區(qū)域的分水嶺分割算法 共二十五頁第1章1.5本書內(nèi)容提要(ni rn t yo) 如何學(xué)習(xí)使用本書各章概況 第13章介紹目標(biāo)表達(dá)描述，在對目標(biāo)標(biāo)記的基礎(chǔ)上，分別討論了基于邊界的表達(dá)和基于區(qū)域的表達(dá)以及基于邊界的描述和基于區(qū)域的描述方法 第14章介紹特征提取和測量，對區(qū)域形狀特征及

10、測量，區(qū)域紋理特征及測量和運動檢測及測量分別進(jìn)行(jnxng)了討論，還對特征測量的準(zhǔn)確度給出了全面的分析 第15章介紹數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)，對二值形態(tài)學(xué)基本運算，二值形態(tài)學(xué)組合運算和二值形態(tài)學(xué)實用算法進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論，還對灰度數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)給予了概括 共二十五頁第1章1.5本書內(nèi)容提要(ni rn t yo) 如何(rh)學(xué)習(xí)使用本書總結(jié)和復(fù)習(xí) 給出各節(jié)簡單小結(jié)介紹可供深入學(xué)習(xí)的參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)目錄統(tǒng)一列在書末通過練習(xí)題進(jìn)行復(fù)習(xí)標(biāo)有星號的練習(xí)題在書末提供了解答 共二十五頁第1章教程(jiochng)作者（章毓晉）聯(lián)系信息 通信地址：北京清華大學(xué)電子工程系 郵政編碼：100084 辦公(bn gng)地址：清華大學(xué)東主樓，9區(qū)307室 辦公電話：(010)62781430 傳真號碼：(010)62770317 電子郵件：zhang- 個人主頁： （下載更新的講稿和教程修改表）共二十五頁內(nèi)容摘要第1章。本書主要介紹一些基本和典型的圖像（處理和分析）技術(shù)。一幅圖像一般可以用一個2-D函數(shù)f(x, y)來表示（計算機(jī)中為一個2-D數(shù)組）。將圖像數(shù)據(jù)以2-D圖形式（亮度模式的空間排列，在空間(x, y)處顯示對應(yīng)f的亮度）展示出來。將一個區(qū)域分成3 3個單元以輸出10種不同的灰度。通過調(diào)