《第1章绪论数字图像处理清华刘直芳资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章绪论数字图像处理清华刘直芳资料（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数字图像处理,第一章 概述,1.2图像处理的目的 1.4图像处理系统概述,1.1图像处理的对象 1.3图像处理的内容 1.5图像处理的应用,1.1 研究对象,1.1.1 图像 图：物体透射或反射光的能量分布。 像：人的视觉系统对图接收后在大脑中形成的印象或认识。,图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述，是物体的一种不完全、不精确，但在某种意义上是适当的表示，包含了客观对象的信息。,1.1.2 图像分类,根据人眼的视觉特点,根据波段多少 单波段、多波段、超波段,1.1.2 图像分类,根据空间坐标和亮度的连续性 模拟图像：空间坐标和亮度都连续变化 数字图像：空间坐标和亮度都不连续,模拟
2、图像和数字图像,1)模拟图像 模拟图像可用连续函数来描述。 其特点：光照位置和光照强度均为连续变化的。 2)数字图像 可用矩阵或数组来描述 I=I m,n= I1,1 I1,2 I1,n I2,1 I2,2 I2,n Im,1 Im,2 Im,n 像素或像元的属性：空间位置和灰度。,1.1.3 图像处理,图像处理：对图像进行一系列的操作，以达到预期的目的的技术称为图像处理。 分类：模拟图像处理与数字图像处理,模拟图像处理,通过透镜、相机等光学系统对图象进行处理的过程。属于光学图像处理的方法。 优点： 速度快（光速），信息容量大，分辨率高。 缺点：精度较差，再现性差，灵活性差。,数字图像处理-研
3、究对象,数字图像处理 用计算机或其它数字技术，对图象施加某种运算或处理，从而达到某种预想的目的。 优点：处理精度高；再现性好，传输，存储，复制时不会丢失或损坏，也不会降质；通用性灵活性好，什么类型的图象都可以处理，只需改变软件即可改变处理的方法和结果，可进行复杂的非线性处理。 缺点：速度慢。,1.2 图像处理的目的,为什么需要图像处理,为什么进行图像处理？,易于存储和传输,存储到数码相机，从火星传回一幅图片,显示和打印需要,调整图片大小，色调等,增强和恢复,如从老的照片中去除痕迹，在X光照片中，提高肿瘤的可视性,提取信息,如从信封上自动获取邮政编码，从航空影像上测量水的污染性,1.2.2 数字
4、图像处理的特点,信息量大： 256x256 黑白图像 64K byte 512x512 彩色图像 768K byte 对计算机的计算速度、存储容量等都有较高要求。,1.2.2 数字图像处理的特点,综合性强 基础知识和专业技术相当广泛通信技术、计算机技术、电子技术、光电技术、心理学、生理学。数学、物理是图像处理的基础知识。,相关性大相邻象素之间一般都有相同或接近的灰度 受人的主观因素影响大,音乐家或头像？,1.2.2 数字图像处理的特点,1.2.2 图像处理的基本特点,再现性好 不管是什么数字图像，均用数组或数组集合表示。在传送和复制图像时，只在计算机内部进行处理，这样数据就不会丢失或遭破坏，保
5、持了完好的再现性。而在模拟图像处理过程中，就会因为各种干扰因素而无法保持图像的再现性。 精度高 对于一幅图像而言，数字化时不管是用4比特、8比特还是其它比特表示，只需改变计算机中程序的参数，处理方法不变。所以从原理上讲不管对多高精度的数字图像进行处理都是可能的。而在模拟图像处理中，要想使精度提高一个数量级，就必须对装置进行大幅度改进。,1.2.2 数字图像处理的特点,通用性、灵活性强 对可见图像和不可见光图像（如X光图像、热红外图像和超声波图像等），尽管这些图像生成体系中的设备规模和精度各不相同，但当把这些图像数字化后，对于计算机来说，都可同样进行处理，这就是数字处理图像的通用性。 另外，改变
6、处理图像的计算机程序，可对图像进行各种各样的处理，如上下滚动、漫游、拼接、合成、变换、放大、缩小和各种逻辑运算等，所以灵活性很高。,1.3 图像处理的内容,1.3.1内容： 图像处理是研究图像的获取、传输、存储，变换、显示、理解与综合利用的一门崭新学科。 根据抽象程度不同，图像处理可分为三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。,狭义图像处理是低层操作，对输入图像进行某种变换，得到输出图像。它是一种图像到图像的过程。主要指对图像进行各种操作以改善图像的视觉效果或对图像进行压缩编码，以减少存储空间或传输时间，降低对传输通道的要求。它主要在图像像素级上进行处理，处理的数据量非常大。 图像分析是中
7、层操作，对感兴趣的目标进行检测和测量，从而建立对图象的描述。从是图象到符号的过程。经分割、提取，把原来像素构成的图像转变为比较简洁的非图像形式的描述。 图像理解是高层操作，在分析的基础上，进一步研究图象中各个目标的性质和它们之间的关系，得出对图象内容含义的理解及对原客观场景的解释，从而指导和规划行动。其过程与人的思维过程相似。,图像处理、图像分析和图像理解的特点：,图像处理、图像分析和图像理解之间的联系和区别,随着抽象程度的提高，数据量逐渐减少。 原始图像的数据经过一系列处理转化为更为有用、有组织的信息。 操作对象发生了变化，数据量得到压缩。 高层操作对低层操作又指导作用，能提高低层操作的效率
8、。底层操作的质量影响高层操作的判断。,1.3.2 狭义数字图像处理的内容 图像的数字化 ,如何由一幅模拟图像获取一幅满足需求的数字图像，使图像便于计算机处理、分析。,1.3.2 狭义数字图像处理的内容, 图像变换 图像变换目的在于：处理问题简化、有利于特征提取、加强对图像信息的理解。 图像变换算法很多，重点学习傅立叶变换的算法、性质和应用。, 图像增强 图像的恢复与重建,介绍各种增强方法及其应用。增强图像的有用信息，消弱噪声的干扰。,把退化、模糊了的图像复原.包括图像辐射校正和几何校正等内容。 由断层扫描重建二、三维图像。, 图像编码 简化图像的表示，压缩图像的数据，便于存储和传输。 256K
9、 21k 图像分割 图像分割是指将一幅图像划分为互不重叠的区域的处理。重点介绍图像分割的方法及其应用。, 图像识别 对图像中的不同对象进行分类、描述和解译。,1.4 数字图像处理系统概述,数字图像处理系统由硬件和软件组成。 采集 显示 存储 通信 主机 图像处理软件,1.5数字图像处理的应用,数字处理图像在生物医学 、遥感 、工业 、军事、通信、公安等领域有着广泛的应用。,生物医学：利用电磁波谱成像分析系统诊断病情。如显微镜图像分析，DNA成像分析等；,CT及核磁共振、超声波、 X射线成像分析等。如三维测量可视化软件系统可对各类医学断层图像进行分析处理，提供诊断依据。,遥感：农、林等资源的调查
10、，农作物长势监测，自然灾害监测、预报，地势、地貌测绘以及地质构造解译、找矿，环境污染检测等等。,RS Application in Monitoring the Changes of Landuse(1),RS Application in Monitoring the Changes of Landuse(2),1998年长江（枝城-岳阳）洪涝灾害监测,工业生产：无损探伤，石油勘探，生产过程自动化（识别零件，装配质量检查），工业机器人研制等。 军事：航空及卫星侦察照片的测绘、判读，雷达、 声纳图像处理，导弹制导，军事仿真等。,通信：图像传真，数字电视、网络可视聊天、可视电话网页动画等。,独特的Exact Time和Auto Balance技术,语音图像唇形同步,超凡卓越的音频视频表现,只需350毫秒,公安：指纹识别，印签、伪钞识别，安检，手迹、印记鉴别分析等。,气象预报：获取气象云图进行测绘、判读等。 风云1号 风云2号,作业,什么是图像？模拟图像与数字图像的区别？ 图像处理学包括哪几个层次？个层次研究的内容是什么？ 图像处理、图像分析和图像理解各有什么特点，它们之间的联系和区别？,
