数字图像处理课件-lecture01 introduction

光学图像处理,董 宁 School of Instrument Science and Opto-Electronics EngineeringHefei University of TechnologyEmail: Tel:图像,2,信息的一种表现形式,3,4,图像处理,5,对信息的分析和加工,图像信息的起源,当我们第一次睁开眼睛,6,我们看到了什么？,7,一幅图像胜过千言万语!,8,一幅图像胜过千言万语!,9,Images in our daily life,坐地日行八万里，巡天遥看一千河,10,Images in our daily life,天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星,11,图像中的信息,12,星座,13,星座,14,星座,15,图像中的信息,星星星星的等级星星的统计星座（坐标间的关系）,16,冬季星空图,17,图像的信息提取,18,图像处理的起源,19,图像处理的起源,20,图像处理的起源,21,数字图像处理的出现,22,数字图像处理的起源,20世纪60年代NASA（美国国家宇航局）处理飞船从月球发回的照片1964年，JPL实验室（喷气推进实验室）徘徊者7号灰度变换、去噪声、几何校正、傅里叶变换、二维线性滤波1965年徘徊者8号解卷积、消除运动模糊,23,24,DIP Applications,-历史上著名的造假照片,25,图像处理的应用,26,历史上第一幅造假照片出现在 1860 年。这幅林肯的照片实际上是在参议员约翰卡尔霍恩的身体上安了林肯的头。请注意，历史上第一幅永久映像出现在 1826 年，而 伊斯曼干版公司（柯达前身）直到 1881 年才成立,27,1865年：著名的摄影家马修布莱蒂拍摄的歇曼将军（ General Sherman ）和他的同僚们。照片中最右面的富兰西斯布莱尔将军（ General Francis P. Blair ）是后来加上去的,28,1930年，一个失宠的人民委员被从与斯大林的合影中抹掉了。,29,1937年，戈培尔被从与希特勒的合影中抹去，具体原因不详。,30,1942年，为了突出其个人的“英雄形象”，墨索里尼将马夫从这张照片上抹去。,31,1971年，西德总理布兰特和苏共总书记博列兹涅夫会谈，有报道说当时会议室烟雾缭绕，二人醉眼醺醺。西德报纸发表的照片上可以看到酒瓶，而苏联报上的酒瓶却不见了。,32,周恩来尼克松握手，谁被抹去？,33,1994年，这是时代周刊封面在辛普森涉嫌谋杀后刊登的照片。原照片是警察局的登记照。时代周刊被指故意将辛普森弄得“黑暗”，“邪恶”。,34,1997年，58名旅游者在埃及一所寺庙中被杀，瑞士一家报纸将一摊水迹篡改成红色的血流。,35,2003年，拍摄这张英国士兵帮助伊拉克平民隐蔽的是从事新闻工作30的洛杉矶时报记者布莱恩瓦尔斯基。该照片刊登后瓦尔斯基即被解雇，因为报社主编发现这张照片是由两张不同照片拼接而成。,36,2004年，小布什竞选时所用的宣传画，也是用电脑做了移花接木的处理。,37,法國一家雜誌消除了照片上總統薩科齊身上的贅肉。,38,路透社给这幅照片的标题是在哥里市，格鲁吉亚人站在他们儿子的身体旁边。这个妇人仰望天空，她的儿子可能已经死了。但是照片中儿子的身体明显被从路缘边移动了一段距离。这样做显然不是为了掩盖死者身体的裸露部分，也不是为了让死者更有尊严。难道是为了有更好的光线角度，以利于拍摄吗？,39,2008年，台湾自由时代杂志刊登了教皇接见一个商业代表团的照片。其中，竞争对手联合新闻报的发行人王晓兰的映像被抹去了。自由时代的一位记者说，去掉王晓兰是因为“她是否出现在照片上并不重要。为了更好地展示这幅照片，不得不进行缩小。”,40,41,Applications,From beast to beautyPS (Photoshop),?,42,Applications,Face growth prediction for lost children searching,遥感：农、林等资源的调查，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。,Applications,1998年长江（枝城-岳阳）洪涝灾害监测,47,48,RS Application in Monitoring the Changes of Landuse(1),RS Application in Monitoring the Changes of Landuse(2),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,在军事方面制作电子沙盘,Landscape,电子沙盘,54,3D modeling of the city,55,56,400 nm 500 nm 600 nm 700 nm,390 455 470 505 520 595 625 660 695 735,The Visible Light Spectrum,Light is Seen Differently by film, humans and CCDs,UV,IR,Human Visible Range,Radiation from EM spectrum,1. EM waves = a stream of massless (proton) particles, each traveling in a wavelike pattern and moving at the speed of light.2. Spectral bands are grouped by energy per photon Gamma rays, X-rays, Ultraviolet, Visible, Infrared, Microwaves, Radio waves,物理图像,59,资源1号，天津市,资源2号，智利,物理图像,60,Gamma-Ray Imaging,X-ray Imaging,63,X-ray Imaging,64,X-ray Imaging,Imaging in Ultraviolet Band,Imaging in Visible and Infrared Bands,Remote sensing,To monitoring environmental conditions on the planet,Visible blue,Visible green,Visible red,Near infrared Middle infrared Thermal infrared Middle infrared,Remote sensing : Weather observation and prediction,Northeast Power Blackout of 2003,Thermal Imaging (10um),72,Industrial Automation,Law enforcement : visual spectrum,Imaging in Microwave Band,Ultrasound Imaging,Thyroids 甲状腺,(d) Muscle layers,Baby,Another view of baby,Manufacturing & Medicine,SEM images,A tungsten filament(钨灯丝） following thermal failure,Damaged integrated circuit,Fractals : an iterativereproduction of a basicpattern according tosome mathematical rules (a) and (b) 3-D computer modeling (c) and (d),Artificial images Generated by computer,79,Artificial images Generated by computer,Textbook:陈天华，数字图像处理，清华大学出版社Rafael C. Gonzalez and Richard E. Woods, Digital Image Processing, 2nd edition , 电子工业出版社References 1. Rafael C. Gonzalez, etc. Digital Image Processing Using MATLAB2. John C. Russ, The Image Processing Handbook, Fifth Edition, Taylor & Francis,Goal of this course,The goal of this course is to introduce the basic concepts and techniques used in the field of Digital Image Processing. Students are expected to be familiar with the fundamentals of linear algebra and calculus. In addition, we will be using Matlab to complete some programming experiment on computer.,Outline of this course,IntroductionDigital Image FundamentalsImage CalculationsImage EnhancementImage Restoration Image CompressionImage SegmentationWavelets and Multi-Resolution Processing Morphological Image Processing,Grading System,Attendance & behavior 20%Final examination 70%Experiments 10%,DIP- An Interdiscipline（交叉学科）,84,数学,光学,信息科学,工程技术,摄影与美术,计算机技术,DIP,DIP- An Interdiscipline（交叉学科）,85,军事,地球科学,农业,现代工业,航空航天,医学,DIP,军事,地球科学,农业,现代工业,航空航天,医学,DIP structure,Image Acquisition,Image Enhancement,89,Image Restoration,Denoising Geometric correctionRadiometric correction,90,Image Compression,Lossless compressionLossy compressionBMP vs. JPEG File sizeCompression Ratio Differs due to the image content,91,Image Segmentation,Morphological processing,Tools for extracting image components that are useful in the representation and description of shape.,93,Image representation and desc