绪论附工程应用简介课件

1、绪论附工程应用简介数字图像处理及分析数字图像处理及分析机械工业出版社出版机械工业出版社出版绪论附工程应用简介主教材数字图像处理与分析张弘等机械工业出版社绪论附工程应用简介参考读物1 Refael C.Gonzalez & Richard E.Woods1 Refael C.Gonzalez & Richard E.Woods数字图像处数字图像处理（第二版）阮秋琦，阮宇智，等译北京：电子工理（第二版）阮秋琦，阮宇智，等译北京：电子工业出版，业出版，200320032 K2 K. R. Castleman. R. CastlemanDigital Image ProcessingDigital I

2、mage Processing清华清华大学出版社，大学出版社，199819983 3 W. K.W. K.PrattPratt数字图像处理学数字图像处理学科学出版社，科学出版社，198419844 4 沈庭芝数字图像处理及模式识别北京理工大学出沈庭芝数字图像处理及模式识别北京理工大学出版社，版社，199819985 5 章毓晋图像处理和分析清华大学出版社，章毓晋图像处理和分析清华大学出版社，199919996 6 夏良正夏良正数字图像处理数字图像处理东南大学出版社，东南大学出版社，19991999绪论附工程应用简介第1章 绪论1.1 1.1 数字图像数字图像1.2 1.2 数字图像处理数字图像

3、处理1.3 1.3 相关学科和领域相关学科和领域1.4 1.4 数字图像处理的主要应用与发展趋数字图像处理的主要应用与发展趋势势1.5 1.5 工程应用简介工程应用简介绪论附工程应用简介1.1 数字图像1.1.11.1.1 数字图像的基本概念数字图像的基本概念1.1.2 1.1.2 数字图像的基本特点数字图像的基本特点绪论附工程应用简介1.1 数字图像1.1.1 数字图像的基本概念 图：反射光或透射光的分布，或自身发出的能量(客观) 像：人的视觉系统对图的接收在大脑中形成的印象或认识 （主 观） 观察系统使用的光波段：可见光、红外、X射线、微波超声 波、 射线等 图像： 静止文字、图片等 运动

4、分行物、心脏图绪论附工程应用简介 n色彩：黑白、彩色色彩：黑白、彩色n图像处理图像处理: : 是对图像信息进行加工处理，以满足人的视觉是对图像信息进行加工处理，以满足人的视觉心理和实际应用的需求心理和实际应用的需求n图像处理方法：图像处理方法： 光学方法光学方法 、电子学方法、电子学方法1.1.1 数字图像的基本概念绪论附工程应用简介1.1.1 数字图像的基本概念n模拟图像模拟图像 连续的，采用数字化（离散化）表示和数字技术出现连续的，采用数字化（离散化）表示和数字技术出现之前，图像是连续的，这一类图像称为模拟图像或连之前，图像是连续的，这一类图像称为模拟图像或连续图像续图像 连续的：指从时间

5、上和从数值上是不间断的连续的：指从时间上和从数值上是不间断的绪论附工程应用简介1.1.1 数字图像的基本概念n数字图像数字图像 由连续的模拟图像由连续的模拟图像采样采样和和量化量化而得。组成数字图像的基本而得。组成数字图像的基本单位是单位是像素像素，所以数字图像是像素的集合。，所以数字图像是像素的集合。n像素像素为元素的矩阵，像素的值代表图像在该位置的为元素的矩阵，像素的值代表图像在该位置的亮度，称为图像的亮度，称为图像的灰度值灰度值。n数字图像像素具有整数坐标和整数灰度值。数字图像像素具有整数坐标和整数灰度值。绪论附工程应用简介1.1.1 数字图像的基本概念n图像是一种语言图像是一种语言n表

6、达方法直观表达方法直观n表现力强表现力强n图像信息是人类信息获取和交流的主要方式图像信息是人类信息获取和交流的主要方式n视、听、触、嗅、味等视、听、触、嗅、味等绪论附工程应用简介1.1.1 数字图像的基本概念n（模拟）图像分类（模拟）图像分类n维数：二维图像维数：二维图像 、三维图像、三维图像 n颜色：黑白图像颜色：黑白图像 、彩色图像、彩色图像n时间：静止图像时间：静止图像 、活动图像、活动图像 静止静止文字、图片等文字、图片等 运动运动分行物、心脏图分行物、心脏图 三维立体三维立体山脉、建筑群山脉、建筑群( , )i x y( ,)i x y( , , )i x y z( ,)i x y(

7、 , , )i x y z绪论附工程应用简介1.1.2 数字图像的基本特点n图像是人类信息获取的重要手段图像是人类信息获取的重要手段 n数字图像的分辨率逐步提高数字图像的分辨率逐步提高 n数字图像可以充分利用现代化的数字通讯和信息数字图像可以充分利用现代化的数字通讯和信息传输技术传输技术 n数字图像可以长期保存和永不失真数字图像可以长期保存和永不失真 绪论附工程应用简介1.2.1 1.2.1 数字图像处理的基本特点数字图像处理的基本特点1.2.2 1.2.2 数字图像处理的主要研究内容数字图像处理的主要研究内容1.2 数字图像处理绪论附工程应用简介1.2.1 数字图像处理的基本特点n信息量大：

8、信息量大：5125125125128bit8bit256KB 256KB 256KB256KB2525帧帧/s/s6400KB=6.25MB6400KB=6.25MBn占用的频带较宽：电视图像的带宽占用的频带较宽：电视图像的带宽5 56MHz6MHz，而，而语言带宽语言带宽4KHz4KHz，频带越宽，技术实现难度越大，频带越宽，技术实现难度越大n像素相关性大：压缩潜力大像素相关性大：压缩潜力大n评价受人的影响大评价受人的影响大绪论附工程应用简介n表达：表达： 建模，图像采样、数字化建模，图像采样、数字化n图像和视觉基础图像和视觉基础n图像变换：图像变换： 提高图像质量提高图像质量图像处理图像基

9、础图像增强： 改善图像质量图像几何处理： 平移、缩放、旋转、扭曲图像复原： 去噪声、去模糊图像重建： 重建原始图像1.2.2 数字图像处理的主要研究内容绪论附工程应用简介1.2.2 数字图像处理的主要研究内容n图像编码压缩图像编码压缩 减少存储量和传输量减少存储量和传输量n图像分割图像分割 图像区域分割和理解、目标表达和描述图像区域分割和理解、目标表达和描述绪论附工程应用简介1.2.2 数字图像处理的主要研究内容图像增强绪论附工程应用简介1.2.2 数字图像处理的主要研究内容图像复原绪论附工程应用简介1.3.1 1.3.1 数字信号处理学数字信号处理学1.3.2 1.3.2 计算机图形学计算机

10、图形学1.3.3 1.3.3 计算机视觉计算机视觉1.3 相关学科和领域绪论附工程应用简介1.3.1 数字信号处理学 数字信号处理数字信号处理 图像处理图像处理研究对象：研究对象：一维数字信号一维数字信号 二维数字信号二维数字信号研究内容：研究内容：数字滤波器、数字数字滤波器、数字 图像滤波器、图像图像滤波器、图像 正交变换、数字编正交变换、数字编 正交变换、图像编正交变换、图像编 码等码等 码等码等数字信号处理与图像处理是紧密相关学科。数字信号处理与图像处理是紧密相关学科。绪论附工程应用简介1.3.2 计算机图形学 计算机图形学计算机图形学 图像处理图像处理研究对象：研究对象： 图形图形 图

11、像图像研究内容：研究内容： 图形生成、透视、图形生成、透视、 图像处理、图像分图像处理、图像分 消隐消隐 割、图像分析割、图像分析过程：过程： 由数学公式生成仿由数学公式生成仿 由原始图像处理出由原始图像处理出 真图形或图像真图形或图像 分析结果分析结果计算机图形学与图像处理是逆过程。计算机图形学与图像处理是逆过程。绪论附工程应用简介1.3.2 计算机图形学 图像 描述图像处理计算机图形学图像识别图像理解绪论附工程应用简介1.3.3 计算机视觉 计算机视觉计算机视觉 图像处理图像处理研究对象：研究对象： 图像或图像序列图像或图像序列 图像图像研究内容：研究内容： 视觉感知、视觉感知、 图像处理

12、、图像分割、图像处理、图像分割、 图像理解图像理解 图像分析图像分析过程：过程： 由图像特征感知、由图像特征感知、 由原始图像处理出由原始图像处理出 识别和理解三维场景识别和理解三维场景 分析结果分析结果 绪论附工程应用简介1.4 数字图像处理的主要应用与趋势1.4.1 1.4.1 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用1.4.2 1.4.2 数字图像处理的发展趋势数字图像处理的发展趋势绪论附工程应用简介1.4.1 1.4.1 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用n遥感图像应用：资源调查、灾害监测、农林业规划、城市遥感图像应用：资源调查、灾害监测、农林业规划、城市 规划、环境保护

13、等规划、环境保护等n医学图像应用医学图像应用: :计算机断层摄影计算成像计算机断层摄影计算成像CTCT技术、技术、X X射线、射线、 染色体分析等染色体分析等n工业和实验图像应用工业和实验图像应用: :无损探伤、自动检查和识别、智能无损探伤、自动检查和识别、智能机机 器人等器人等1.4 数字图像处理的主要应用与趋势绪论附工程应用简介1.4.1 数字图像处理的主要应用n办公室自动化图像应用：邮政编码图像识别、办公室自动化图像应用：邮政编码图像识别、OCROCR（字符识别系统）、自动判卷系统、各类图纸自动（字符识别系统）、自动判卷系统、各类图纸自动识别与录入系统等识别与录入系统等n军事公安图像应用

14、：自动跟踪技术、指纹识别、不军事公安图像应用：自动跟踪技术、指纹识别、不完整图片的复原、监控等完整图片的复原、监控等n文化艺术图像应用：服装设计、照片的复制和修复、文化艺术图像应用：服装设计、照片的复制和修复、运动员动作分析等运动员动作分析等n图像数据传输应用：图像的存储、刻盘、互联网传图像数据传输应用：图像的存储、刻盘、互联网传输，以及其它卫星传输、无线传输等输，以及其它卫星传输、无线传输等 绪论附工程应用简介数字图像输入输出设备绪论附工程应用简介n从低分辨率向高分辨率发展从低分辨率向高分辨率发展 n从二维（从二维（2D2D）向三维（）向三维（3D3D）发展）发展n从静止图像向动态图像发展从

15、静止图像向动态图像发展n从单态图像向多态图像发展从单态图像向多态图像发展n结合应用数学新进展结合应用数学新进展1.4.2 数字图像处理的发展趋势绪论附工程应用简介1.5 工程应用简介1.5.11.5.1 遥感图像处理遥感图像处理1.5.21.5.2 工业与实验图像处理工业与实验图像处理1.5.31.5.3 医学图像处理医学图像处理1.5.41.5.4 办公图像处理办公图像处理1.5.51.5.5 公安图像处理公安图像处理1.5.61.5.6 影视图像处理影视图像处理绪论附工程应用简介1.5.1 遥感图像处理n军事侦察：军事侦察：战略目标定位、多光谱去伪装战略目标定位、多光谱去伪装n导弹末制导：

16、导弹末制导：红外、雷达图像处理红外、雷达图像处理n农作物估产：农作物估产：多光谱图像分析多光谱图像分析n地质研究：地质研究：宏观地质结构、探矿宏观地质结构、探矿n灾情估计：灾情估计：红外图像统计红外图像统计n气象云图：气象云图：图像几何处理与拼接图像几何处理与拼接绪论附工程应用简介遥感图像绪论附工程应用简介增强前后的遥感图像绪论附工程应用简介高分辨率遥感图像1绪论附工程应用简介高分辨率遥感图像2绪论附工程应用简介香港新机场遥感图像绪论附工程应用简介航片绪论附工程应用简介遥感多光谱图例绪论附工程应用简介处理前后绪论附工程应用简介地表覆盖绪论附工程应用简介遥感应用一例绪论附工程应用简介1.5.2

17、工业与实验图像处理 自动装配生产线： 实时图像处理 机器人视觉： 立体图像对处理 无损探伤： 高能X射线探测金属内部 车辆牌照识别： 交通管制 流动显示与测速： PIV 粒子图像测速绪论附工程应用简介识别棉花中的杂质绪论附工程应用简介车牌识别绪论附工程应用简介工件裂纹检测绪论附工程应用简介1.5.3 医学图像处理 病理图像分析：显微图像、染色体图像 X射线图像处理：X射线透视和照片增强 超声图像处理：黑白超和彩超、动态 CT图像重建：断层图像计算绪论附工程应用简介X光图像增强绪论附工程应用简介CT切片图像绪论附工程应用简介CT边缘提取绪论附工程应用简介B超图像绪论附工程应用简介染色体绪论附工程

18、应用简介1.5.4 办公图像处理 邮政编码识别：手写数字图像处理识别 印刷体文字识别：OCR 文字图像识别 机械图样自动录入：线条跟踪、拟合绪论附工程应用简介1.5.5 公安图像处理 指纹图像处理：刑侦、司法鉴定、自动门卫 枪纹图像处理：刑侦、司法鉴定 面孔图像处理：自动门卫 印章比对：司法鉴定、银行支票 笔迹比对：刑侦、司法鉴定绪论附工程应用简介指纹识别绪论附工程应用简介1.5.6 影视图像处理 照片去模糊处理： 焦距模糊、运动模糊 屏幕剪影： 图像合成 变脸特技： 帧间插值处理 静止图像压缩： JPEG标准、网络传输 动态图像压缩： MPEG标准、VCD和DVD 数字电影院： 未来电影技术绪论附工程应用简介由黑白图像转换的伪彩色图像绪论附工程应用简