第1章-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論

1、數(shù)字圖像處理第一章-導(dǎo)論(do ln)授課 黃遠(yuǎn)程 測繪學(xué)院遙感科學(xué)(kxu)與技術(shù)系PhoneEmail:yuancheng.huang共五十六頁授課(shuk)教師介紹黃遠(yuǎn)程，博士，西安科技大學(xué)講師，測繪學(xué)院遙感系系主任。2010年獲得武漢大學(xué)(w hn d xu)攝影測量與遙感工學(xué)博士學(xué)位，博士論文為高光譜影像混合像元分解的若干關(guān)鍵技術(shù)研究，2005年獲得長安大學(xué)地理信息系統(tǒng)理學(xué)學(xué)士學(xué)位。研究興趣為高光譜遙感圖像處理與應(yīng)用，機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識別。發(fā)表論文10篇，主持自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)，陜西省教育廳基金1項(xiàng)，測繪遙感信息工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金1項(xiàng)。擔(dān)任CIP

2、2012, DMDCM2010, DMDCM2011, ICSI 2011, PRICAI2012, ICMLA，VIP，VISAPP， PRICAI2014等國際會議程序委員會委員。共五十六頁內(nèi)容(nirng)數(shù)字圖像處理的概念數(shù)字圖像處理的內(nèi)容數(shù)字圖像處理相關(guān)(xinggun)學(xué)科之間的關(guān)系數(shù)字圖像處理系統(tǒng)概述數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)以及應(yīng)用共五十六頁教學(xué)(jio xu)目的 要求學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的概念與主要內(nèi)容，理解數(shù)字圖像處理與其他學(xué)科的關(guān)系(gun x)；了解數(shù)字圖像處理系統(tǒng)組成及應(yīng)用。共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的概念(ginin)圖像的概念圖像是對客觀對象的一種相似的、生動(dòng)性的描述或

3、寫真。它是人們(rn men)最主要的信息源。百聞不如一見（一圖抵萬言） 共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的概念(ginin)圖像(t xin)的類別 圖像的種類很多，根據(jù)人眼的視覺特性可將圖像分為可見圖像和不可見圖像。共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的概念(ginin)圖像(t xin)的類別電磁波譜共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的概念(ginin)圖像(t xin)的類別可見光圖像共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的概念(ginin)圖像(t xin)的類別熱紅外圖像Airborne Thermal IR of homes, depicting energy loss differences with 25-cm

4、 ground resolution at 1000-meter altitude共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的概念(ginin)圖像(t xin)的類別激光點(diǎn)云圖像使用ERS-2數(shù)據(jù)生成的干涉圖共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的概念(ginin)圖像(t xin)的類別高光譜圖像共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的概念(ginin)圖像的類別多時(shí)相圖像： 在通常的二維信息的基礎(chǔ)(jch)上添加時(shí)間維，就可以形成多時(shí)相信息1998年一年內(nèi)全球NDVI(植被指數(shù))變化共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的概念(ginin)圖像(t xin)的類別共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的概念(ginin)共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的概

5、念(ginin)像元共五十六頁內(nèi)容(nirng)數(shù)字圖像處理的概念數(shù)字圖像處理的內(nèi)容數(shù)字圖像處理相關(guān)(xinggun)學(xué)科之間的關(guān)系數(shù)字圖像處理系統(tǒng)概述數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)以及應(yīng)用共五十六頁1 數(shù)字圖像處理的內(nèi)容(nirng)數(shù)字圖像處理 所謂數(shù)字圖像處理，就是利用計(jì)算機(jī)對數(shù)字圖像進(jìn)行系列操作，從而獲得某種預(yù)期結(jié)果的技術(shù)。它是研究“圖像獲取、傳輸、存儲、變換(binhun)、顯示、理解與綜合利用”的一門嶄新學(xué)科。 共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容根據(jù)抽象程度(chngd)不同分為三個(gè)層次：狹義圖像處理、圖像分析和圖像理解。圖像處理圖像分析圖像理解高層中層低層語義 符

6、號目標(biāo)像素操作對象 抽象層次共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容狹義圖像處理是對圖像進(jìn)行某種變換得到輸出圖像，是一種圖像到圖像的過程，主要指對圖像進(jìn)行各種操作以改善圖像的視覺效果，或?qū)D像進(jìn)行壓縮編碼以減少所需存儲空間或傳輸時(shí)間，降低(jingd)對傳輸通道的要求，它屬于低層操作，主要在像素層上進(jìn)行。1 圖像的數(shù)字化獲取一幅滿足需求的數(shù)字圖像共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像增強(qiáng):采用一系列技術(shù)改善圖像的視覺效果，提高圖像的清晰度；或有選擇地突出便于人和機(jī)器分析(fnx)某些感興趣的信息，抑制一些無用的信息，以提高圖像的使用價(jià)值。圖像去

7、噪共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像增強(qiáng):采用一系列技術(shù)改善圖像的視覺效果，提高圖像的清晰度；或有選擇地突出便于(biny)人和機(jī)器分析某些感興趣的信息，抑制一些無用的信息，以提高圖像的使用價(jià)值。圖像融合共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像增強(qiáng):采用一系列技術(shù)改善圖像的視覺效果，提高圖像的清晰度；或有選擇地突出便于人和機(jī)器分析某些感興趣的信息，抑制一些無用的信息，以提高圖像的使用(shyng)價(jià)值。圖像梯度增強(qiáng)共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像增強(qiáng):采用一系列技術(shù)改善圖像(t xin)的視覺效果，提高

8、圖像(t xin)的清晰度；或有選擇地突出便于人和機(jī)器分析某些感興趣的信息，抑制一些無用的信息，以提高圖像(t xin)的使用價(jià)值。Thermal Infrared Image of the Savannah River假彩色增強(qiáng)共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像復(fù)原：把退化、模糊了的圖像通過建立逆退化算法進(jìn)行恢復(fù)(huf)。包括把圖像進(jìn)行去模糊、輻射校正、幾何校正等內(nèi)容。共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像復(fù)原：把退化、模糊了的圖像通過建立逆退化算法(sun f)進(jìn)行恢復(fù)。包括把圖像進(jìn)行去模糊、輻射校正、幾何校正等內(nèi)容。大氣校正共

9、五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像復(fù)原：把退化、模糊了的圖像通過(tnggu)建立逆退化算法進(jìn)行恢復(fù)。包括把圖像進(jìn)行去模糊、輻射校正、幾何校正等內(nèi)容。去死像元去條帶 共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像編碼：簡化圖像的表示，壓縮圖像的數(shù)據(jù)(shj)便于存儲和傳輸。256K21KJPEG 是Joint Photographic Experts Group（聯(lián)合圖像專家小組）的縮寫，是第一個(gè)國際圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像的變換: 圖像變換的目的在于將被處理問題簡化、有利于特征提取、加強(qiáng)(

10、jiqing)對圖像的理解。頻率域中的高頻和低頻與空域的對應(yīng)共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像的變換(binhun): 圖像變換的目的在于將被處理問題簡化、有利于特征提取、加強(qiáng)對圖像的理解。98%92.0%D094.6%D096.4%D099.5%D0共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像的變換: 圖像變換的目的(md)在于將被處理問題簡化、有利于特征提取、加強(qiáng)對圖像的理解。1-93.1%=6.9%1-100%=0%1-99.2%=0.8%1-95.7%=4.3%1-87%=13%共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處

11、理的內(nèi)容圖像分析是中層操作，它將圖像進(jìn)行分割(fng)和特征提取，把原來像素層轉(zhuǎn)化為相對簡潔、非圖像形式的描述。圖像分割：將圖像劃分為互不重疊的區(qū)域的處理。共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像(t xin)分析是中層操作，它將圖像進(jìn)行分割和特征提取，把原來像素層轉(zhuǎn)化為相對簡潔、非圖像形式的描述。特征提取共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像分析是中層操作，它將圖像進(jìn)行分割(fng)和特征提取，把原來像素層轉(zhuǎn)化為相對簡潔、非圖像形式的描述?？臻g特征提取共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像分析是中層操作，它將圖

12、像進(jìn)行分割和特征提取，把原來像素層轉(zhuǎn)化(zhunhu)為相對簡潔、非圖像形式的描述。二值化處理與形狀分析共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像分析是中層操作，它將圖像進(jìn)行分割和特征提取，把原來像素層轉(zhuǎn)化為相對簡潔、非圖像形式(xngsh)的描述。紋理分析共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像理解：在圖像分析的基礎(chǔ)上，基于人工智能和認(rèn)知理論研究圖像中各目標(biāo)的性質(zhì)和它們之間的關(guān)系，對圖像內(nèi)容加以(jiy)理解和解譯，它是高層操作。云共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像理解：在圖像分析的基礎(chǔ)上，基于人工智能和認(rèn)知理

13、論(lln)研究圖像中各目標(biāo)的性質(zhì)和它們之間的關(guān)系，對圖像內(nèi)容加以理解和解譯，它是高層操作。共五十六頁2 數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容(nirng)圖像處理的內(nèi)容圖像理解：在圖像分析的基礎(chǔ)上，基于人工智能和認(rèn)知理論研究圖像中各目標(biāo)的性質(zhì)和它們之間的關(guān)系，對圖像內(nèi)容加以(jiy)理解和解譯，它是高層操作。遙感圖像分類共五十六頁內(nèi)容(nirng)數(shù)字圖像處理的概念(ginin)數(shù)字圖像處理的內(nèi)容數(shù)字圖像處理相關(guān)學(xué)科之間的關(guān)系數(shù)字圖像處理系統(tǒng)概述數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)以及應(yīng)用共五十六頁3 數(shù)字圖像處理學(xué)與相關(guān)(xinggun)學(xué)科間的關(guān)系學(xué)科相關(guān)數(shù)字圖像處理與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、模式識別、計(jì)算機(jī)視覺等既相互聯(lián)系(li

14、nx)又有區(qū)別。圖像（人）圖像符號信息客觀世界（地球）新理論新工具新技術(shù)計(jì)算機(jī)視覺圖像理解圖像理解圖像處理圖像分析模式識別機(jī)器學(xué)習(xí)共五十六頁內(nèi)容(nirng)數(shù)字圖像處理的概念數(shù)字圖像處理的內(nèi)容數(shù)字圖像處理相關(guān)學(xué)科之間的關(guān)系數(shù)字圖像處理系統(tǒng)概述數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)以及(yj)應(yīng)用共五十六頁4 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)(xtng)系統(tǒng)(xtng)構(gòu)成圖1.3.1 圖像處理和分析系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖共五十六頁4 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)(xtng)圖像采集模塊獲取數(shù)字圖像的設(shè)備(shbi)即采集裝置。掃描儀數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼攝相機(jī)采集裝置都包括下面兩個(gè)部件光敏感物件模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置 共五十六頁4 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)(xtng)圖

15、像顯示模塊圖像顯示的主要形式：1 軟拷貝(kobi)形式2 硬拷貝形式圖像存儲模塊常用硬盤、軟盤、U盤、活動(dòng)硬盤、光盤等在海量圖像存儲備份系統(tǒng)中，采用磁盤陣列、磁帶庫等存儲設(shè)備。共五十六頁4 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)(xtng)圖像通信模塊圖像通信就是把圖像傳送到遠(yuǎn)方終端。按傳輸圖像種類分為靜止圖像通信，如圖文(t wn)信息、傳真等活動(dòng)圖像通信，如電視視頻、可視電話等。計(jì)算機(jī) 以微機(jī)或工作站為主，配以圖像卡和外設(shè)構(gòu)成微型圖像處理系統(tǒng)。共五十六頁4 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)(xtng)圖像處理系統(tǒng)由系統(tǒng)管理、圖像(t xin)數(shù)據(jù)管理和圖像(t xin)處理模塊三部分組成。共五十六頁4 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)(xt

16、ng)圖像處理系統(tǒng)(xtng)由系統(tǒng)管理、圖像數(shù)據(jù)管理和圖像處理模塊三部分組成。共五十六頁內(nèi)容(nirng)數(shù)字圖像處理的概念數(shù)字圖像處理的內(nèi)容數(shù)字圖像處理相關(guān)(xinggun)學(xué)科之間的關(guān)系數(shù)字圖像處理系統(tǒng)概述數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)以及應(yīng)用共五十六頁5 數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)(tdin)與應(yīng)用數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)精度高再現(xiàn)性好通用性、靈活性強(qiáng)數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(yngyng)數(shù)字圖像處理在生物醫(yī)學(xué)、遙感、工業(yè)、軍事、通信、公安等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。共五十六頁5 數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)(tdin)與應(yīng)用遙感(yogn)應(yīng)用交通出行氣象預(yù)報(bào)共五十六頁5 數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)(tdin)與應(yīng)用遙感(yogn)應(yīng)用城市擴(kuò)張礦產(chǎn)開發(fā)監(jiān)測共五十六頁5 數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)(tdin)與應(yīng)用遙感(yogn)應(yīng)用2007-12-19 CBERS CCD圖像2008-4-10 CBERS CCD圖像森林過火區(qū)域?yàn)?zāi)害監(jiān)測共五十六頁5 數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)(tdin)與應(yīng)用遙感(yogn)應(yīng)用目標(biāo)檢測軍事目標(biāo)識別軍事應(yīng)用共五十六頁參考書共五十六頁請大家積極的閱讀(yud)數(shù)字圖像處理相關(guān)教材和資料。共五十六頁內(nèi)容摘要數(shù)字圖像處理。2010年獲得武漢大學(xué)攝影測量與遙感工學(xué)博士學(xué)位，博士論文為高光譜影像混