數(shù)字圖像 第1章 總結(jié)概括11-12

數(shù)字圖像處理安玉磊主教材數(shù)字圖像處理與分析．張弘等．機(jī)械工業(yè)出版社參考讀物[1]RefaelC.Gonzalez&RichardE.Woods．?dāng)?shù)字圖像處理（第二版）．阮秋琦，阮宇智，等譯．北京：電子工業(yè)出版，2003．[2]K.R.Castleman．DigitalImageProcessing．清華大學(xué)出版社，1998[3]W.K.Pratt．?dāng)?shù)字圖像處理學(xué)．科學(xué)出版社，1984[4]沈庭芝．?dāng)?shù)字圖像處理及模式識(shí)別．北京理工大學(xué)出版社，1998[5]章毓晉．圖像處理和分析．清華大學(xué)出版社，1999[6]夏良正．?dāng)?shù)字圖像處理．東南大學(xué)出版社，1999第1章緒論1.1數(shù)字圖像1.2數(shù)字圖像處理1.3相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域1.4數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)1.5工程應(yīng)用簡(jiǎn)介1.1數(shù)字圖像1.1.1

數(shù)字圖像的基本概念1.1.2數(shù)字圖像的基本特點(diǎn)1.1數(shù)字圖像1.1.1

數(shù)字圖像的基本概念圖：反射光或透射光的分布，或自身發(fā)出的能量(客觀)像：人的視覺系統(tǒng)對(duì)圖的接收在大腦中形成的印象或認(rèn)識(shí)（主觀）觀察系統(tǒng)使用的光波段：可見光、紅外、X射線、微波超聲波、射線等圖像：靜止——文字、圖片等運(yùn)動(dòng)——分行物、心臟圖

色彩：黑白、彩色圖像處理:是對(duì)圖像信息進(jìn)行加工處理，以滿足人的視覺心理和實(shí)際應(yīng)用的需求圖像處理方法：光學(xué)方法、電子學(xué)方法1.1.1

數(shù)字圖像的基本概念1.1.1

數(shù)字圖像的基本概念模擬圖像

連續(xù)的，采用數(shù)字化（離散化）表示和數(shù)字技術(shù)出現(xiàn)之前，圖像是連續(xù)的，這一類圖像稱為模擬圖像或連續(xù)圖像連續(xù)的：指從時(shí)間上和從數(shù)值上是不間斷的1.1.1

數(shù)字圖像的基本概念數(shù)字圖像

由連續(xù)的模擬圖像采樣和量化而得。組成數(shù)字圖像的基本單位是像素，所以數(shù)字圖像是像素的集合。像素為元素的矩陣，像素的值代表圖像在該位置的亮度，稱為圖像的灰度值。數(shù)字圖像像素具有整數(shù)坐標(biāo)和整數(shù)灰度值。光電結(jié)合處理：用光學(xué)方法完成運(yùn)算量巨大的處理（如頻譜變換等），而用計(jì)算機(jī)對(duì)光學(xué)處理結(jié)果（如頻譜）進(jìn)行分析判斷等處理。該方法是前兩種方法的有機(jī)結(jié)合，它集結(jié)了二者的優(yōu)點(diǎn)。光電結(jié)合處理是今后圖像處理的發(fā)展方向，也是一個(gè)值得關(guān)注的研究方向。1.1.1

數(shù)字圖像的基本概念圖像是一種語言表達(dá)方法直觀表現(xiàn)力強(qiáng)圖像信息是人類信息獲取和交流的主要方式視、聽、觸、嗅、味等1.1.1

數(shù)字圖像的基本概念（模擬）圖像分類維數(shù)：二維圖像、三維圖像

顏色：黑白圖像、彩色圖像時(shí)間：靜止圖像、活動(dòng)圖像靜止——文字、圖片等運(yùn)動(dòng)——分行物、心臟圖三維立體——山脈、建筑群1.1.2數(shù)字圖像的基本特點(diǎn)

運(yùn)動(dòng)圖像可用（靜止）圖像序列表示，彩色圖像可分解成三基色圖像，三維圖像可由二維重建。因此本課程主要針對(duì)平面上的靜止灰度圖像進(jìn)行論述。圖像的特點(diǎn)：（1）空間有界:人的視野有限，一幅圖像的大小也有限。（2）幅度（強(qiáng)度）有限：即對(duì)于所有的x，y都有0≤f(x,y)≤Bm其中Bm為有限值。數(shù)字圖像一般用可用矩陣或數(shù)組來描述像素或像元的屬性：空間位置和灰度表達(dá)：建模，圖像采樣、數(shù)字化圖像和視覺基礎(chǔ)圖像變換：提高圖像質(zhì)量圖像處理圖像基礎(chǔ)圖像增強(qiáng)： 改善圖像質(zhì)量圖像幾何處理：平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、扭曲圖像復(fù)原： 去噪聲、去模糊圖像重建： 重建原始圖像1.2.2數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容1.2.2數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容圖像編碼壓縮減少存儲(chǔ)量和傳輸量圖像分割圖像區(qū)域分割和理解、目標(biāo)表達(dá)和描述數(shù)字圖像處理的基本步驟圖像信息的獲?。簣D像信息的存儲(chǔ)：圖像信息的處理：圖像信息的傳輸：圖像信息的輸出和顯示：

一個(gè)基本的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)由圖像輸入、圖像存儲(chǔ)、圖像通信、圖像處理和分析五個(gè)模塊組成。如下圖所示：1.2數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成

數(shù)字圖像輸入模塊：也稱圖像采集或圖像數(shù)字化，是利用圖像采集設(shè)備（數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等）來獲取數(shù)字圖像，或通過數(shù)字化設(shè)備（如圖像掃描儀）將要處理的連續(xù)圖像轉(zhuǎn)換成適于計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字圖像。

數(shù)字圖像存儲(chǔ)模塊：用于圖像處理和分析的數(shù)字圖像存儲(chǔ)器可分為三類：處理和分析過程中使用的快速存儲(chǔ)器；在線或聯(lián)機(jī)存儲(chǔ)器；不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)庫(kù)（檔案庫(kù)）存儲(chǔ)器。如計(jì)算機(jī)內(nèi)存、硬盤、軟盤、閃存盤、CD光盤、DVD光盤等。1.2數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成

1.2數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成數(shù)字圖像輸出模塊：在圖像分析、識(shí)別和理解中，一般需要將處理前后的圖像顯示出來，或?qū)⑻幚斫Y(jié)果永久保存。前者稱為軟拷貝或顯示，使用設(shè)備包括CRT顯示器、液晶顯示器和投影儀等。后者稱為硬拷貝，使用設(shè)備包括照相機(jī)、激光拷貝和打印機(jī)等。

數(shù)字圖像通信模塊：對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和通信。由于圖像數(shù)據(jù)量很大，而能提供通信的信道傳輸率又有限，因此傳輸前必須對(duì)表示圖像信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼，以減少圖像數(shù)據(jù)量。數(shù)字圖像處理與分析模塊：包括處理算法、實(shí)現(xiàn)軟件和計(jì)算機(jī)，一般包括下面三種形式：1.2.2數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容圖像增強(qiáng)1.2.2數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容圖像復(fù)原1.3.1數(shù)字信號(hào)處理學(xué)1.3.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)1.3.3計(jì)算機(jī)視覺1.3相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域1.3.1數(shù)字信號(hào)處理學(xué)

數(shù)字信號(hào)處理 圖像處理研究對(duì)象： 一維數(shù)字信號(hào)二維數(shù)字信號(hào)研究?jī)?nèi)容： 數(shù)字濾波器、數(shù)字 圖像濾波器、圖像 正交變換、數(shù)字編 正交變換、圖像編 碼等 碼等數(shù)字信號(hào)處理與圖像處理是緊密相關(guān)學(xué)科。

1.3.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)圖像處理研究對(duì)象：圖形 圖像研究?jī)?nèi)容：圖形生成、透視、圖像處理、圖像分 消隱 割、圖像分析過程：由數(shù)學(xué)公式生成仿由原始圖像處理出 真圖形或圖像 分析結(jié)果計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖像處理是逆過程。1.3.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

圖像

描述圖像處理計(jì)算機(jī)圖形學(xué)圖像識(shí)別圖像理解1.3.3計(jì)算機(jī)視覺

計(jì)算機(jī)視覺圖像處理研究對(duì)象：圖像或圖像序列圖像研究?jī)?nèi)容：視覺感知、圖像處理、圖像分割、 圖像理解圖像分析

過程：由圖像特征感知、由原始圖像處理出 識(shí)別和理解三維場(chǎng)景分析結(jié)果

1.4數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用與趨勢(shì)1.4.1數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用1.4.2數(shù)字圖像處理的發(fā)展趨勢(shì)1.4.1數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用遙感圖像應(yīng)用：資源調(diào)查、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、農(nóng)林業(yè)規(guī)劃、城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)等醫(yī)學(xué)圖像應(yīng)用:計(jì)算機(jī)斷層攝影計(jì)算成像CT技術(shù)、X射線、染色體分析等工業(yè)和實(shí)驗(yàn)圖像應(yīng)用:無損探傷、自動(dòng)檢查和識(shí)別、智能機(jī)器人等1.4數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用與趨勢(shì)1.4.1數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用辦公室自動(dòng)化圖像應(yīng)用：郵政編碼圖像識(shí)別、OCR（字符識(shí)別系統(tǒng)）、自動(dòng)判卷系統(tǒng)、各類圖紙自動(dòng)識(shí)別與錄入系統(tǒng)等軍事公安圖像應(yīng)用：自動(dòng)跟蹤技術(shù)、指紋識(shí)別、不完整圖片的復(fù)原、監(jiān)控等文化藝術(shù)圖像應(yīng)用：服裝設(shè)計(jì)、照片的復(fù)制和修復(fù)、運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作分析等圖像數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用：圖像的存儲(chǔ)、刻盤、互聯(lián)網(wǎng)傳輸，以及其它衛(wèi)星傳輸、無線傳輸?shù)葦?shù)字圖像輸入輸出設(shè)備從低分辨率向高分辨率發(fā)展從二維（2D）向三維（3D）發(fā)展從靜止圖像向動(dòng)態(tài)圖像發(fā)展從單態(tài)圖像向多態(tài)圖像發(fā)展結(jié)合應(yīng)用數(shù)學(xué)新進(jìn)展1.4.2數(shù)字圖像處理的發(fā)展趨勢(shì)1.5工程應(yīng)用簡(jiǎn)介1.5.1遙感圖像處理1.5.2工業(yè)與實(shí)驗(yàn)圖像處理1.5.3醫(yī)學(xué)圖像處理1.5.4辦公圖像處