圖像處理技術(shù)

童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系第1章緒論童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.1 圖像童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.1 圖像童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.1.2圖像空間分辨率和幅度分辨率童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.1.2圖像空間分辨率和幅度分辨率童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.1.2圖像空間分辨率和幅度分辨率童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2圖像工程簡介童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.1圖像技術(shù)和圖像工程童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.2圖像工程的3個層次童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.2圖像工程的3個層次童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.3圖像工程相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.3圖像工程相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域主要相關(guān)學(xué)科：

圖形學(xué)：原指用圖形、圖表、繪圖等形式表 達數(shù)據(jù)信息的科學(xué)，而計算機圖形學(xué) 研究的就是如何利用計算機技術(shù)來產(chǎn) 生這些形式 圖像模式識別：試圖把圖像分解成可用符號 較抽象地描述的類別

計算機視覺：主要強調(diào)用計算機實現(xiàn)人的視 覺功能，目前的研究內(nèi)容主要與圖像 理解相結(jié)合

童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.4圖像工程的技術(shù)應(yīng)用童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.5圖像工程文獻統(tǒng)計分類童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.5圖像工程文獻統(tǒng)計分類童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.5圖像工程文獻統(tǒng)計分類童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.5圖像工程文獻統(tǒng)計分類童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.5圖像工程文獻統(tǒng)計分類童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.2.5圖像工程文獻統(tǒng)計分類童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3圖像處理系統(tǒng)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.1系統(tǒng)構(gòu)成框圖童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.2圖像采集童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.2圖像采集童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.4圖像存儲童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.4圖像存儲童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.5圖像存儲童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.4圖像存儲童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.4圖像存儲童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.4圖像存儲童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.4圖像存儲童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.3.5圖像處理童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.4內(nèi)容框架和特點童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.4內(nèi)容框架和特點童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.4內(nèi)容框架和特點童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.4內(nèi)容框架和特點童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例圖像的最主要來源是電磁波。電磁波可定義為以各種波長傳播的正弦波，或認為是一種粒子流，每個粒子包含一定（一束）能量，每束能量稱為一個光子。1.5.1γ射線成像γ射線成像主要用于核醫(yī)學(xué)和天文觀察．在核醫(yī)學(xué)中，這種處理是將放射性同位素注射到病人體內(nèi)，當(dāng)這種物質(zhì)衰變時放射出γ射線，然后用γ射線檢測器產(chǎn)生圖像．天鵝星座環(huán)核反應(yīng)器電子管的伽馬輻射圖童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.2Ｘ射線成像X射線是最早用于成像的電磁輻射源之一。Ｘ射線管是帶有陰極和陽極的真空管．陰極加熱釋放自由電子，這些電子以很高的速度向陽極流動，當(dāng)電子撞擊一個原子核時，能量被釋放并形成Ｘ射線輻射。Ｘ射線的能量由另一邊的陽極電壓控制，而Ｘ射線的數(shù)量由施加于陰極燈絲的電源控制。天鵝星座環(huán)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.3紫外波段成像紫外線被用于熒光顯微鏡方法，這是顯微鏡方法中發(fā)展最快的領(lǐng)域。熒光是在19世紀(jì)中葉發(fā)現(xiàn)的．當(dāng)紫外輻射光子與熒光材料內(nèi)原子中的電子碰撞時，它把電子提高到較高的能級，隨后受激電子釋放到較低的能級并以可見光范圍內(nèi)的低能光子放光。天鵝星座環(huán)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.4可見光及紅外線波段成像(1)用光顯微鏡方法獲取圖像的例子紫杉酚膽固醇鎳氫化物CD表面有機超導(dǎo)微處理器童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.4可見光及紅外線波段成像(2)可見光處理的另一個主要領(lǐng)域是遙感通常包括可見光和紅外波譜范圍的一些波段童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.4可見光及紅外線波段成像成像地區(qū)為華盛頓，它包括建筑物、道路、植被和通過城市的主要河流童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.4可見光及紅外線波段成像天氣觀測與預(yù)報也是衛(wèi)星多光譜圖像的主要應(yīng)用領(lǐng)域童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.4可見光及紅外線波段成像紅外成像系統(tǒng)在10.0～13.4μm波段工作童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.4可見光及紅外線波段成像童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.4可見光及紅外線波段成像可見光在自動檢測中的應(yīng)用童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.4可見光及紅外線波段成像可見光在自動識別中的應(yīng)用童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.5微波波段成像微波波段成像的典型應(yīng)用是雷達。成像雷達的獨特之處是在任何范圍、任何時間內(nèi)不考慮氣候、光照條件的收集數(shù)據(jù)能力。雷達波可以穿透云層，在一定條件下還可以通過植被、冰層和極干燥的沙漠。成像雷達的工作原理像一個閃光照相機，它自己提供照明（微波脈沖）去照亮地面的一個地區(qū)，并快速拍攝圖像。童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.6無線電波成像(1)無線電波用于磁共振成像(MRI)。該技術(shù)把病人放在強磁場中并使無線電短波脈沖通過病人的身體，每個脈沖將導(dǎo)致一個病人組織發(fā)射的無線電響應(yīng)脈沖，這些信號發(fā)生的位置和強度由計算機確定，從而產(chǎn)生一個病人的橫截面。童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.6無線電波成像(2)幾種電磁波譜中的蟹狀脈沖星圖像比較童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.7聲波成像為了從海洋獲取圖像，能源通常由兩個位于船后部的空氣槍組成，返回的聲波由置于船后部電纜中的水聽器檢測。水聽器放置在海底，或用浮子懸吊著。兩個空氣槍交替加壓至2000psi，然后爆炸，船的恒定運動提供一個橫向運動，通過返回聲波產(chǎn)生一幅海洋底部地下結(jié)構(gòu)的三維圖像。童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計算機系1.5.7超聲波成像（1）超聲波系統(tǒng)（一臺計算機、由超生波和接受器組成的超聲探頭和顯示器）向身體傳輸高頻(1～5MHz)聲脈沖。（2）聲波傳入體內(nèi)并碰撞組織間的邊緣（流體和軟組織之間，軟組織和骨之間），聲波的一部分返回，一部分聲波繼續(xù)傳播直到達到另一邊界并反射。（3）計算機根據(jù)聲波在組織中的傳播速度和每個回波返回的時間計算從探頭到組織或邊界的距離．（4）系統(tǒng)在屏幕上顯示回波的距離和強度形成的二維圖像。