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1、姓名：徐小强Tel.：13071282232武汉理工大学自动化学院图像处理与分析第一章：绪论l一：数字图象处理的基本概念一：数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统基本概念l图像在人类感知中扮演最重要的角色。图像在人类感知中扮演最重要的角色。l60608080的信息来自图像的信息来自图像l成成像像机机器器可可覆覆盖盖几几乎乎所所有有电电磁磁波波谱谱l还还存存在在其其他他成成像像方方式式（声声波波，电电子显微镜，分形图像等等）子显微镜，分形图像等等）l图图象象：是是用用各各种种观观
2、测测系系统统以以不不同同形形式式和和手手段段观观测测客客观观世世界界而而获获得得的的，可可以以直直接接或或间间接接作作用用于于人人眼眼并并进进而而产产生生视视知觉的实体知觉的实体研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论基本概念l二维函数二维函数 f(x,y)f(x,y)。（。（图像和图片）图像和图片）lx,yx,y是空间坐标是空间坐标lf(x,y)f(x,y)幅值称为强度或者灰度幅值称为强度或者灰度l数数字字图图像像：为为了了能能用用计计算算机机对对图图象象进进行行加加工工，需需要要把把连连续续的的图图象象在在坐坐标标空空
3、间间XYXY和和幅幅值值空空间间F F都都离离散散化化。这这种种离离散散化化了了的的图图象象是是数数字字图图象象，可可用用I(r,c)I(r,c)来来表表示示。-空间离散，幅值离散空间离散，幅值离散l像像素素( (pixel): pixel): 图图像像中中的的每每个个基基本单元本单元研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论基本概念:图像的表示研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论l灰度：单个像素的深灰度：单个像素的深浅程度的量化表示浅程度的量化表示
4、l灰度分辨率：表示单灰度分辨率：表示单个像素灰度需要个像素灰度需要k k比特比特空间，即称该图像为空间，即称该图像为22k k灰度级图像灰度级图像l空间分辨率：矩阵空间分辨率：矩阵M MN Nl计算过程离散计算过程离散l便于编程实现便于编程实现基本概念:图像的表示研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论l物理图象及对应的数字图象物理图象及对应的数字图象基本概念:图像的表示研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论l灰度级灰度级假设有一副大小为假设有一副大
5、小为100100，256灰度级的离灰度级的离散灰度图像，则表示它的每个像素灰度值需散灰度图像，则表示它的每个像素灰度值需要要8比特比特的数据，如果要把该图像以数字化的的数据，如果要把该图像以数字化的形式保存在计算机中，总共需要大小为形式保存在计算机中，总共需要大小为10000字字节的存储空间。如果以的存储空间。如果以2000比特比特/秒秒的速度的速度传输该图像，需要的时间为传输该图像，需要的时间为40秒秒。例例题题基本概念：图像的表示研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论图(a)所用的坐标系统常在屏幕显示中采用。图()所
6、用的坐标系统常在图象计算中采用。YXR R基本概念：研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论图象工程：它的内容非常丰富。可分为三个层次-图象处理、图象分析、图象理解。图象工程三层次示意图如下：图像理解图像分析图像处理答：狭义图像处理是低层操作，它主要是在图答：狭义图像处理是低层操作，它主要是在图像像素级上进行处理，处理的数据量非常大；像像素级上进行处理，处理的数据量非常大；图像分析则进入了中层，经分割和特征提取，图像分析则进入了中层，经分割和特征提取，把原来以像素构成的图像转变成比较简洁的非把原来以像素构成的图像转变成比较
7、简洁的非图像形式的描述；图像理解是高层操作，它是图像形式的描述；图像理解是高层操作，它是对描述中抽象出来的图像进行推理，其处理过对描述中抽象出来的图像进行推理，其处理过程和方法与人类的思维推理有许多类似之处。程和方法与人类的思维推理有许多类似之处。随着抽象程度的提高，数据量逐渐减少。随着抽象程度的提高，数据量逐渐减少。例例题题图像处理、图像分析和图像理解各有图像处理、图像分析和图像理解各有什么什么特点特点？它们之间有哪些？它们之间有哪些联系和区别联系和区别？。？。一方面，原始图像数据经过一系列的处理逐步一方面，原始图像数据经过一系列的处理逐步转化为更有组织和用途的信息，在此过程中，转化为更有组
8、织和用途的信息，在此过程中，语义不断引入，操作对象发生变化，数据量得语义不断引入，操作对象发生变化，数据量得到了压缩；另一方面，高层操作对低层操作有到了压缩；另一方面，高层操作对低层操作有指导作用，能提高低层操作的效能。指导作用，能提高低层操作的效能。第一章：绪论l1.简明历史简明历史l2.现状及意义现状及意义l3.发展趋势发展趋势l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：数字图象处理的教学方式四：数字图象处理的教学方式1. 简明历史（1）l本本世世纪纪2020年年代代
9、，纽纽约约伦伦敦敦海海底底电电缆缆传传输输数数字字化化的的新新闻闻图图片片。传传递递时时间间从从一一个多星期减少到个多星期减少到3 3个小时。个小时。研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论1921年电报打印机采用特殊字符在编码纸带打印。输出设备从专用到通用再到专用。1929年从伦敦到纽约15级色调通过电缆传递照片。从早期5个灰度到15灰度。现在的网络、移动通信再次历经这个过程。1922年两次穿越大西洋，穿孔纸得到图像检测误差。图像通信系统信源编码和信道编码。1. 简明历史（1）l五五十十年年代代中中期期美美国国在在太太空
10、空计计划划的的推推动动下下开开始始数数字字图图像像技技术术的的研研究究。重重要要标标志志是是19641964年年美美国国喷喷气气推推进进实实验验室室（JPLJPL）正正式式使使用用数数字字计计算算机机对对“徘徘徊徊者者7 7号号”太太空空船船送送回回的的四四千千多多张张月月球球照照片片进进行行了了处处理。理。研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论美国航天器传送的第一张月球照片，1964年7月31日在光线影响月球表面17分钟下摄取的图像。1. 简明历史（2）l6060年年代代末末，数数字字图图象象处处理理形形成成一一个个比
11、比较较完完整整的的理理论论与与技技术术体体系系，从从而而构构成成了了一一门门独独立立的的技技术术l7070年年代代，CTCT的的发发明明，血血球球自自动动分类仪的商业化分类仪的商业化CTCT发发明明获获得得19791979年年诺诺贝贝尔尔医医学学奖。奖。X X射线射线19011901年物理学奖。年物理学奖。l7070年年代代以以来来迅迅猛猛发发展展。广广泛泛应应用用于于太太空空探探索索，遥遥感感应应用用，生生物物医医学学工工程程工工业业应应用用，军军事事应应用等方面。用等方面。第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史第一章
12、：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l遥感：遥感：美国美国JPLJPL实验室（实验室（Jet Propulsion LaboratoryJet Propulsion Laboratory）探索者月球图像探索者月球图像勇气号火星图像勇气号火星图像再如农作物产量计算再如农作物产量计算农作物病情防治农作物病情防治山林防火等山林防火等A Closer View Of The Craters Intriguing Rock OutcropA Closer View Of The Craters Intriguing Rock Outc
13、rophttp:/marsrovers.jpl.nasa.gov/home/index.html第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l视觉监视、公安：视觉监视、公安：银行防盗，人脸识别等。银行防盗，人脸识别等。第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l工业检测与测量：工业检测与测量：公路路面破损图像识别公路路面破损图像识别网网 裂裂龟龟 裂裂第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展
14、历史l军事侦察、高精度制导军事侦察、高精度制导Chinese_embassy第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l医疗诊断：医疗诊断：CTCT技术，癌细胞识别等。技术，癌细胞识别等。第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l通讯：通讯：可视电话，视频点播等。可视电话，视频点播等。第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l影视业、娱乐、公众服务：影视业、娱乐、公众服务：广告，基于
15、内容检索等。广告，基于内容检索等。2. 现状七十年代以来数字图像处理迅猛发展。七十年代以来数字图像处理迅猛发展。1 1：主观需求：人类从外界获取得信息：主观需求：人类从外界获取得信息60607070通过眼睛的图象信息。通过眼睛的图象信息。2 2：计算机技术的发展和通信手段的发展提供客观可能：计算机技术的发展和通信手段的发展提供客观可能；以；以FFTFFT（快速傅立叶变快速傅立叶变换）为代表的数字信号处理算法和现代信号处理方法的精确性，灵活性与换）为代表的数字信号处理算法和现代信号处理方法的精确性，灵活性与通用性。通用性。3 3：数数学学化化的的特特点点是是该该学学科科成成熟熟的的一一个个标标志
16、志。“一一种种科科学学只只有有在在成成功功地地运运用用数数学时，才算真正达到了完美的地步学时，才算真正达到了完美的地步 ” ( (分析，代数，几何）分析，代数，几何）总之：数字图像处理是一门在理论研究和应用开发两方面获得极大统一的学科。总之：数字图像处理是一门在理论研究和应用开发两方面获得极大统一的学科。http:/http:/ /第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史3. 发展趋势1 1：结结合合网网络络和和InternetInternet技技术术需需求求而而发发展展起起来来的的新新技技术术，比比如如网网上上图图象、视
17、频的传输、点播和新的浏览、查询手段。象、视频的传输、点播和新的浏览、查询手段。2 2：高高级级图图象象处处理理技技术术，结结合合最最新新的的数数学学进进展展，诸诸如如小小波波、分分形形、形形态学等技术。态学等技术。3 3：智能化，图象自动分析、识别与理解。：智能化，图象自动分析、识别与理解。第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史第一章：绪论l1.简明历史简明历史l2.现状及意义现状及意义l3.发展趋势发展趋势l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：
18、数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统第一章：绪论l1.研究对象和方式研究对象和方式l2.研究内容分类研究内容分类l3.应用领域应用领域l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统1. 研究对象和方式图象图象图象图象描述描述描述描述狭义图象处理狭义图象处理计算机图形学计算机图形学模式识别，模式识别，图像分析，图像分析，图象理解图象理解第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容教学方式教学方式基本
19、概念基本概念发展历史发展历史2. 研究内容分类第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论1 1、按研究对象、按研究对象2 2、按应用方式按应用方式3 3、按理论方法、按理论方法研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史1）按研究对象（1）（1 1）灰度图象）灰度图象（2 2）二值图象）二值图象（3 3）彩色及多光谱图象）彩色及多光谱图象（4 4）图象序列分析）图象序列分析（5 5）双目图象分析）双目图象分析灰度和色彩1）按研究对象（2）（1 1）灰度图象）灰度图象（2 2）二值图象）二值图象（3 3）彩色及多光谱图象）彩色及多光谱图象（4 4）图象序列分析）图象序列
20、分析（5 5）双目图象分析）双目图象分析2）按应用方式（1）（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增强（3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解压缩倍数 10.26，PSNR 36.51 压缩倍数 98.70，PSNR 25.222）按应用方式（2）（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强（主观）图象增强（主观）（3）图象恢复（客观）图象恢复（客观）（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解2）按
21、应用方式（3）（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强（主观）图象增强（主观）（3）图象恢复（客观）图象恢复（客观）（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解2）按应用方式（4）（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增强（3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解2）按应用方式（5）（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增强（3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割（图象
22、边缘检测与分割（1）（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解2）按应用方式（6）（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增强（3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割（图象边缘检测与分割（2）（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解2）按应用方式（7）（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增强（3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解交叉距离交叉距离 (d) (e) (f) (g) (a) (b) (
23、c) 2）按应用方式（8）（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增强（3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解3）按理论方法（1）（1 1）点处理，代数处理，几何处理。）点处理，代数处理，几何处理。（2 2）变换域处理与分析（傅立叶变换及滤波器设计分析）变换域处理与分析（傅立叶变换及滤波器设计分析）（3 3）随机统计等现代信号处理方法。）随机统计等现代信号处理方法。（4 4）小波形态学，分形等先进数学工具。）小波形态学，分形等先进数学工具。3）按理论方法（2）（5 5）人工智能方法
24、：模式识别，符号逻辑，人工神经网络。人工智能方法：模式识别，符号逻辑，人工神经网络。2. 实际应用（1）第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论1 1：太空探索，遥感应用：太空探索，遥感应用2 2：生物医学工程：生物医学工程： CTCT的发明的发明血球自动分类仪的商业化血球自动分类仪的商业化3 3：工业应用：工业应用：视觉检验视觉检验零部件选取，零部件选取，过程控制过程控制4 4：军事应用：军事应用：5 5：网网络络数数字字媒媒体体，视视频频图图象象特特技技, ,虚虚拟拟现现实实, ,视视频频会会议议通通信信等日常生活方方面面。等日常生活方方面面。研究内容研究内容基本系统基本系统基本概
25、念基本概念发展历史发展历史大图2. 实际应用（2）第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论伽马射线 X射线 紫外光 可见光 红外光 微波 无线电波短波长波高频 低频研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史2. 实际应用（2）第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史热红外波段水汽波段可见光波段第一章：绪论l1.研究对象和方式研究对象和方式l2.研究内容分类研究内容分类l3.应用领域应用领域l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历
26、史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统第一章：绪论l1.图像的输入图像的输入l2.2.图像的存储图像的存储l3.3.图像的显示图像的显示l4.4.图像的打印图像的打印l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史图像存储系统图像存储系统l基本图象处理系统的结构基本图象处理系统的结构第一章：绪论第一章：
27、绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l常见图象处理系统的结构常见图象处理系统的结构第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史(1)图像输入设备(2)统一的采样和量化(3)非统一的采样和量化1.图像的输入第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的输入:(1)图象输入设备l基于基于CCD光电耦器件的输入设备光电耦器件的输入设备摄像机、数字摄像机摄像机、数字摄像机数字相机数字相机平板扫描仪平板扫描
28、仪l基于光电倍增管的输入设备基于光电倍增管的输入设备滚筒扫描仪滚筒扫描仪第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的输入:(1)图象输入设备右上小图为自然光下观察到的情况，大图为热成像观右上小图为自然光下观察到的情况，大图为热成像观察到的图象，从中可以看到掩蔽在树丛中的人员。热察到的图象，从中可以看到掩蔽在树丛中的人员。热成像仪使依靠自然伪装的保护完全失效成像仪使依靠自然伪装的保护完全失效。第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的输入:
29、(1)图象输入设备l扫描仪分辨率与扫描图象的大小扫描仪分辨率与扫描图象的大小分辨率：单位长度上采样的像素个数：分辨率：单位长度上采样的像素个数：DPI(dot/inch)1000DPI1600DPI1000象素象素1600象素象素1英寸英寸原稿原稿第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的输入: (2)统一的采样和量化为了计算机处理，图像函数为了计算机处理，图像函数f(x,y)在空间和在空间和取值上必须数字化取值上必须数字化图像的采样空间坐标(x,y)的数字化被称为图像采样确定水平和垂直方向上的像素个数N 、 MN
30、M第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的输入: (2)统一的采样和量化Nl图像采样的形式化定义图像采样的形式化定义设设Z表示整数集合表示整数集合采样处理：采样处理：将将xy平面分配到一个网格上，且每一个网平面分配到一个网格上，且每一个网格中心的坐标是一个笛卡儿乘积格中心的坐标是一个笛卡儿乘积ZxZ的元素对，即所的元素对，即所有有序元素对有有序元素对(a,b)的集合，其中的集合，其中a和和b属于整数集合属于整数集合Zxy平面平面(a,b)第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本
31、系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的输入: (2)统一的采样和量化图像的量化取值的数字化被称为图像灰度级量化量化处理：将f 映射到Z的处理Z的最大取值，确定像素的灰度级数G = 2m， 如256f第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的输入: (2)统一的采样和量化l图像的形式化定义图像的形式化定义设设Z表示整数集合，表示整数集合，R表示实数集合表示实数集合f(x,y)是是数字图像：数字图像：（1）仅当）仅当(x,y)是是ZxZ中的整数，中的整数，（2）并且）并且f是给每一个坐标对是给每一个坐标对(x,
32、y)分配了一分配了一个灰度值（该值出于个灰度值（该值出于R）的函数的函数第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的输入: (2)统一的采样和量化l图像的图像的采样采样与数字图象的质量与数字图象的质量265x180133x9066x4533x22第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的输入: (2)统一的采样和量化l图像的图像的量化量化与数字图象的质量与数字图象的质量256灰度级灰度级16灰度级灰度级8灰度级灰度级4灰度级灰度级第一章：
33、绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的输入: (2)统一的采样和量化l一个好的近似图像，需要多少采样分辨率和灰度级一个好的近似图像，需要多少采样分辨率和灰度级l胡昂胡昂1965实验：实验：实验方法实验方法选取一组细节多少不同的、不同选取一组细节多少不同的、不同N、M、G的图象的图象让观察者根据他们的主观质量感觉给这些图象排序让观察者根据他们的主观质量感觉给这些图象排序实验结论实验结论随着采样分辨率和灰度级的提高，主观质量也提高随着采样分辨率和灰度级的提高，主观质量也提高对有大量细节的图象，质量对灰度级需求相应降低对有大
34、量细节的图象，质量对灰度级需求相应降低第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的采样: (3)非统一的采样和量化l非统一的图像的采样非统一的图像的采样在灰度级变化尖锐的区域，用细腻的采样，在在灰度级变化尖锐的区域，用细腻的采样，在灰度级比较平滑的区域，用粗糙的采样灰度级比较平滑的区域，用粗糙的采样第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 图像的采样: (3)非统一的采样和量化l非统一的图像的量化非统一的图像的量化在边界附近使用较少的灰度级。剩
35、余的灰度级可用于在边界附近使用较少的灰度级。剩余的灰度级可用于灰度级变化比较平滑的区域灰度级变化比较平滑的区域避免或减少由于量化的太粗糙，在灰度级变化比较平避免或减少由于量化的太粗糙，在灰度级变化比较平滑的区域出现假轮廓的现象滑的区域出现假轮廓的现象f思考题思考题什么是图像？模拟图像与数字图像有什么区别什么是图像？模拟图像与数字图像有什么区别？第一章：绪论l1.图像的输入图像的输入l2.2.图像的存储图像的存储l3.3.图像的显示图像的显示l4.4.图像的打印图像的打印l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理
36、的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史(1)图像的存储体系(2)彩色图像的存储(3)处理中的图像存储2.图像的存储第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史2 图像的存储:(1)图像的存储体系l图像文件格式体系图像文件格式体系互联网用：互联网用：GIF、JPG、PNG印印刷刷用：用：TIF、JPG、TAG、PCX国际标准国际标准：TIF、JPG、BMPl图像存储体系图像存储体系内存存储：处理
37、时使用内存存储：处理时使用硬盘存储：处理、备份时用（在线）硬盘存储：处理、备份时用（在线）备份存储：光盘、磁带（离线、近线）备份存储：光盘、磁带（离线、近线）分级存储（分级存储（HSM），），网络存储（网络存储（SAN/NAS)第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史2 图像的存储:(2)彩色图像的存储l按像素存储按像素存储l按色面存储按色面存储第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史2 图像的存储:(3)处理中的图像存储l图像处理算法对存储缓冲区的不
38、同处理模式图像处理算法对存储缓冲区的不同处理模式以像素为单位的处理，单缓冲区存储处理以像素为单位的处理，单缓冲区存储处理单缓冲区原缓冲区目标缓冲区行和子图为单位的处理，双缓冲存储处理第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史2 图像的存储:(3)处理中的图像存储l大体积图像处理中的块缓冲区处理方式大体积图像处理中的块缓冲区处理方式行缓冲区、定长块缓冲区、不定长块缓冲行缓冲区、定长块缓冲区、不定长块缓冲行缓冲区定长块缓冲区不定长块缓冲第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概
39、念发展历史发展历史2 图像的存储:(3)处理中的图像存储l大体积图像处理中的文件映射处理方式大体积图像处理中的文件映射处理方式由操作系统和程序语言开发工具提供支持由操作系统和程序语言开发工具提供支持存在的问题：存储空间的动态不可控性存在的问题：存储空间的动态不可控性实际内存虚拟操作内存实际数据存放在硬盘第一章：绪论l1.图像的输入图像的输入l2.图像的存储图像的存储l3.3.图像的显示图像的显示l4.图像的打印图像的打印l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统
40、四：基本系统第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史(1)全局显示 (2)局部显示3.图像的显示l图像显示的坐标空间l图象显示的时机与机制l图象显示的恢复与刷新第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史3 图像的显示：全局显示l图像显示的坐标空间图像显示的坐标空间世界坐标系与显示窗口世界坐标系与显示窗口世界坐标系视窗0显示窗口第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史3 图像的显示：全
41、局显示l图象显示的时机与机制图象显示的时机与机制事件驱动机制事件驱动机制局部失效事件局部失效事件绘图事件绘图事件显示函数与显示事件显示函数与显示事件显示函数将图像的数据写入显示缓存显示函数将图像的数据写入显示缓存显示事件将缓存中的数据送到显示卡显示事件将缓存中的数据送到显示卡第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史3 图像的显示：全局显示l图象显示的恢复与刷新图象显示的恢复与刷新恢复的必要性：恢复的必要性：刷新的机制：刷新的机制：第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概
42、念发展历史发展历史3 图像的显示：局部显示l图像的局部显示图像的局部显示用蒙板实现图象的局部显示用蒙板实现图象的局部显示用二值蒙板显示边缘不规则的局部区域用二值蒙板显示边缘不规则的局部区域用用8位蒙板显示透明、融合效果的局部区域位蒙板显示透明、融合效果的局部区域第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史3 图像的显示：局部显示第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史3 图像的显示：局部显示l图象的局部刷新图象的局部刷新通过局部失效事件，触发局部刷新通过局
43、部失效事件，触发局部刷新保存刷新数据保存刷新数据第一章：绪论l1.图像的输入图像的输入l2.图像的存储图像的存储l3.3.图像的显示图像的显示l4.4.图像的打印图像的打印l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史4 图像的打印：打印机类型l喷墨打印机喷墨打印机l激光打印机激光打印机l热升华打印机热升华打印机l热蜡打印机热蜡打印机l印刷机印
44、刷机数字印刷机数字印刷机传统印刷机：平印、凹印、丝印传统印刷机：平印、凹印、丝印第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论第一章：绪论研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史4 图像的打印：打印机类型l喷墨打印机喷墨打印机l激光打印机激光打印机l数字印刷机数字印刷机Image 图像图像 对物理景物或其他图像的统一表示称为图像。对物理景物或其他图像的统一表示称为图像。Pel 像素像素 图像元素（图像元素（picture elementpicture element）的缩写。的缩写。Pixel 像素像素 图像元素（图像元素（picture elementpicture eleme
45、nt）的缩写。的缩写。Pictureelement 图图像像元元素素，像像素素 数数字字图图像像的的最最小小单单位位。一幅数字图像的基本组成单元。一幅数字图像的基本组成单元。Digitization 数字化数字化 将景物图像转化为数字形式的过程。将景物图像转化为数字形式的过程。Digitalimage 数数字字图图像像 （l l）表表示示景景物物图图象象的的整整数数阵阵列列；（2 2）一一个个二二维维或或更更高高维维的的采采样样并并量量化化的的函函数数，它它由由相相同同维维数数的的连连续续图图像像产产生生；（3 3）在在矩矩形形（或或其其他他）网网格格上上采采样样一一连续函数，并在采样点上将值
46、量化后的阵列。连续函数，并在采样点上将值量化后的阵列。专业单词课课学专业单词课课学Digitalimage processing 数数字字图图像像处处理理 对对图图像像的的数数字字化化处理；由计算机对图片信息进行操作。处理；由计算机对图片信息进行操作。Graylevel 灰灰度度级级 （1 1）和和数数字字图图像像的的像像素素相相关关连连的的值值，它它表表示示由由该该像像素素的的原原始始景景物物点点的的亮亮度度；（2 2）在在某某像像素素位位置置对图像的局部性质的数字化度量。对图像的局部性质的数字化度量。Grayscale 灰度灰度 在数字图像中所有可能灰度级的集合。在数字图像中所有可能灰度级
47、的集合。Binaryimage 二二值值图图像像 只只有有两两级级灰灰度度的的数数字字图图像像（通通常常为为0 0和和1 1，黑和白）。，黑和白）。Gray-scaleimage 灰度图像灰度图像 没有彩色信息的数字图像。没有彩色信息的数字图像。Colorimage 彩色图像彩色图像。专业单词课课学专业单词课课学Multi-spectralimage 多多光光谱谱图图像像 同同一一景景物物的的一一组组图图像像，每一个是由电磁谱的不同波段辐射产生的。每一个是由电磁谱的不同波段辐射产生的。Sampling 采采样样 （根根据据采采样样网网格格）将将图图像像分分为为象象素素并并测测量量其上局部特性（如亮度、颜色）的过程。其上局部特性（如亮度、颜色）的过程。Image-processingoperation 图图像像处处理理运运算算 将将输输入入图图像像变变换为输出图像的一系列步骤。换为输出图像的一系列步骤。Patternrecognition 模模式式识识别别 自自动动或或半半自自动动地地检检测测、度度量、分类图像中的物体。量、分类图像中的物体。Digitalimageprocessingsystem 数数字字图图像像处处理理系系统统 对对输输入作出响应，并生成输出。入作出响应，并生成输出。 专业单词课课学专业单词课课学
