圖像處理緒論1課件

數(shù)字圖像處理

DigitalImageProcessing鐘麗云Tel:Email:第一講緒論數(shù)字圖像基礎(chǔ)教材及參考書(shū)教材：圖像工程（上）圖像處理和分析，章毓晉，清華大學(xué)出版社，2005參考書(shū)：數(shù)字圖像處理，崗薩雷斯，阮秋琦，電子工業(yè)出版社數(shù)字圖像處理，余松煜等，電子工業(yè)出版社前期課程和知識(shí)基礎(chǔ)線性代數(shù)，隨機(jī)過(guò)程軟件編程（MatLab）信號(hào)與系統(tǒng)，數(shù)字信號(hào)處理圖像的特點(diǎn)圖像帶有大量的信息,一幅圖像頂?shù)蒙锨а匀f(wàn)語(yǔ)；圖像包括照片、繪圖、視頻圖像等；人類(lèi)從外界獲得的信息約有75%來(lái)自視覺(jué)系統(tǒng)；

圖象（廣義/抽象） 圖片，動(dòng)畫(huà)，繪圖，文字/檔，...圖像（狹義/具體） 單幅、序列圖象，運(yùn)動(dòng)圖象（視頻），...

圖像處理（Imageprocessing,IP)三個(gè)層次圖像處理：對(duì)圖像進(jìn)行各種加工，以改善圖像的視覺(jué)效果；或強(qiáng)調(diào)圖像之間進(jìn)行的變換；

從圖像到圖像的過(guò)程。

圖像分析：對(duì)圖像中感興趣的目標(biāo)進(jìn)行提取和分割，獲得目標(biāo)的客觀信息（特點(diǎn)或性質(zhì)），建立對(duì)圖像的描述；以觀察者為中心研究客觀世界；

從圖像到數(shù)據(jù)的過(guò)程。

圖象理解：

研究圖像中各目標(biāo)的性質(zhì)和它們之間的相互聯(lián)系；

得出對(duì)圖像內(nèi)容含義的理解及原來(lái)客觀場(chǎng)景的解釋?zhuān)?/p>

以客觀世界為中心，借助知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)來(lái)推理、認(rèn)識(shí)

客觀世界，屬于高層操作（符號(hào)運(yùn)算）。

從圖像到認(rèn)識(shí)的過(guò)程。圖像圖像處理和分析系統(tǒng)構(gòu)成采集、顯示、存儲(chǔ)、通信、處理和分析圖像采集模塊：可采用CCD照相機(jī)、視頻攝象機(jī)、掃描儀等；顯示模塊：CRT或TV,純平彩顯、液晶彩顯等；存儲(chǔ)模塊：采用磁盤(pán)、光盤(pán)（可讀寫(xiě)）；通信模塊：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像（局域網(wǎng)等）；處理和分析模塊：主要是運(yùn)算，用算法的形式描述，用軟件實(shí)現(xiàn)

圖像增強(qiáng)：改善圖像的主觀質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)因人而異;圖像恢復(fù)和重建圖像恢復(fù)：也稱(chēng)為圖像復(fù)原;圖像壓縮編碼：是基于圖像信息量大、冗余信息多的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)圖像的壓縮;圖像分割：圖像分割是按圖像的灰度、顏色或幾何性質(zhì)等測(cè)度把一些物體或區(qū)域加以分離的過(guò)程。通過(guò)圖像分割找出感興趣的物體或區(qū)域，以便于進(jìn)一步分類(lèi)、分析和識(shí)別處理。是圖像分析的基礎(chǔ);目標(biāo)表達(dá):將分割出的物體或區(qū)域（目標(biāo)）采用一種不同于原始圖像的表達(dá)形式來(lái)表示。圖像描述：用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表示區(qū)域間的關(guān)系（聯(lián)系和區(qū)別），得出一種簡(jiǎn)練的表達(dá)方式，稱(chēng)為描述。圖像處理（ImageProcessing,IP)的主要研究?jī)?nèi)容發(fā)展過(guò)程早期的計(jì)算機(jī)滿(mǎn)足不了圖像處理的要求。沒(méi)有IP；60年代,FFT算法的提出，使得圖像處理的某些計(jì)算得以實(shí)現(xiàn)，美國(guó)在64年用計(jì)算機(jī)輔助繪制出了月球表面的地圖；70年代IP有了較大的發(fā)展,1976年出版了第一本圖像處理的專(zhuān)著（Rosenfeld）；80年代開(kāi)始從2D圖像發(fā)展到3D圖像處理，得到了廣泛應(yīng)用；90年代，以多媒體技術(shù)為代表,IP的應(yīng)用涉及到人類(lèi)生活的各個(gè)方面；21世紀(jì),IP將改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>

IP的發(fā)展信息量大（TV圖像500-700*480）

一幅512*512的灰度圖像（256級(jí)灰度）約260KB；衛(wèi)星圖像3240*2340,SAR合成孔徑雷達(dá)圖像8000*8000；占用頻帶較寬（5-6MHZ）,技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大，成本高；相關(guān)性很大，冗余信息多；圖像處理的特點(diǎn)（相對(duì)于光學(xué)圖像處理、視頻信號(hào)處理）靈活性強(qiáng)可以拼貼、調(diào)整、修改；精度高分辨率高、處理方便再現(xiàn)性好可以永久保存主要技術(shù)特點(diǎn)數(shù)字圖像表示連續(xù)圖像：f（x,y），它可以是任意實(shí)數(shù)數(shù)字圖像：I（r,c），其中r=row行,c=column列，I表示離散化的圖像f，數(shù)字圖像是由像素pixel組成采樣和量化存儲(chǔ)圖像所需的位數(shù)：M×N×k位數(shù)：指每個(gè)顏色通道（紅、綠、藍(lán)）中的每個(gè)像素點(diǎn)可以存儲(chǔ)的灰階值。例如：一幅8（2k,k=3)位的圖像中，每個(gè)通道分別有256級(jí)灰階；一幅16（2k,k=4)位圖像中，每個(gè)通道分別有65536級(jí)灰階；采樣和量化幅度分辯率的變化圖像文件格式矢量格式 用線段或線段的組合體來(lái)表示圖像 （Fon，SWF）光柵格式 用許多圖象點(diǎn)的集合來(lái)表示圖像 （BMP，GIF，TIFF，JPEG）顏色模型RGB顏色模型：面向硬設(shè)備R：紅；G：綠；B：藍(lán)HSI顏色模型：面向彩色處理的應(yīng)用H：色調(diào)；S：飽和度；I：密度顏色模型的轉(zhuǎn)換RGB→