数字图像处理概述实用教案

1、第1页/共44页第一页，共44页。1.1 1.1 数字图像与数字图像处理数字图像与数字图像处理 1 1、基本概念、基本概念 （1 1）图：是物体反射或者透射电磁波的分布。）图：是物体反射或者透射电磁波的分布。 （2 2）像：是人的视觉系统对接收的图信息在大脑）像：是人的视觉系统对接收的图信息在大脑中形成的印象。中形成的印象。 （3 3）图像：是）图像：是“图图”和和“像像”的结合的结合(jih)(jih)。具体来说，就是用各种观测系统以不同形式和手段具体来说，就是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的、可以直接或间接作用于人观测客观世界而获得的、可以直接或间接作用于人的视觉系统而产

2、生的视知觉实体。的视觉系统而产生的视知觉实体。第2页/共44页第二页，共44页。 1、基本概念 （4）图像处理：是对图像信息进行加工以满足(mnz)人的视觉或应用需求的行为。 （5）数字图像处理，就是利用计算机技术或其他数字技术，对图像信息进行某些数学运算和各种加工处理，以改善图像的视觉效果和提高图像实用性的技术。 1.1 1.1 数字图像与数字图像处理数字图像与数字图像处理 第3页/共44页第三页，共44页。 图像处理的基本特征：系统的输入和输出图像处理的基本特征：系统的输入和输出(shch)(shch)都都是图像。是图像。图像处理图像处理(t xin ch l)系统系统图像图像(t xin

3、)1图像图像2 2 这是一种比较严格的图像处理定义，因此这是一种比较严格的图像处理定义，因此也呈现出了某种狭义性。也呈现出了某种狭义性。 1.1 1.1 数字图像与数字图像处理数字图像与数字图像处理 第4页/共44页第四页，共44页。 随着科学技术的发展和进步，数字图像处理技术开随着科学技术的发展和进步，数字图像处理技术开始应用于解决机器感知问题。在这种情况下，数字图像始应用于解决机器感知问题。在这种情况下，数字图像处理的目的不再处理的目的不再(b zi)(b zi)是单纯的改善图像的视觉效果是单纯的改善图像的视觉效果和提高图像的实用性，而是把注意力集中于以更适合于和提高图像的实用性，而是把注

4、意力集中于以更适合于计算和处理的形式从图像中提取信息的过程。计算和处理的形式从图像中提取信息的过程。 图像分析图像分析 1.1 1.1 数字图像与数字图像处理数字图像与数字图像处理 第5页/共44页第五页，共44页。 （6 6）图像分析：通过对图像中不同对象进行分割来对）图像分析：通过对图像中不同对象进行分割来对图像中目标进行分类和识别图像中目标进行分类和识别(shbi)(shbi)的技术的技术 图像分析是比图像处理更高一级的计算处理过程。图像分析是比图像处理更高一级的计算处理过程。 图像分析的目的：是缩减对图像的描述，以使其更图像分析的目的：是缩减对图像的描述，以使其更 适合于计算机处理及对

5、不同目标的分类。适合于计算机处理及对不同目标的分类。 图像分析的基本特征：输入是图像，输出是对输入图像分析的基本特征：输入是图像，输出是对输入 图像进行描述的信息。图像进行描述的信息。 1.1 1.1 数字图像与数字图像处理数字图像与数字图像处理 第6页/共44页第六页，共44页。 （6 6）图像分析：通过对图像中不同对象进行分割来）图像分析：通过对图像中不同对象进行分割来对图像中目标对图像中目标(mbio)(mbio)进行分类和识别的技术进行分类和识别的技术 图像分析的基本特征：输入是图像，输出是对输入图像分析的基本特征：输入是图像，输出是对输入 图像进行描述的信息。图像进行描述的信息。 图

6、像图像(t xin)分析系统分析系统图像图像(t xin)对图像进行描对图像进行描述的信息述的信息1.1 1.1 数字图像与数字图像处理数字图像与数字图像处理 第7页/共44页第七页，共44页。 图像处理是对图像的低级处理阶段，图像分析是对 图像的高一级的处理阶段。图像的低级处理阶段和 高一级的处理阶段是相互关联和有一定重叠性的。 图像的低级处理是高级(goj)处理的基础，要对图像进行 高一级的处理，必须先对图像进行低级(预)处理。 图像的高一级处理是数字图像处理与分析的目的。 2、图像处理与图像分析(fnx)的关系1.1 1.1 数字图像与数字图像处理数字图像与数字图像处理 第8页/共44页

7、第八页，共44页。基于以上的原因：基于以上的原因： 本书中提到的图像处理本书中提到的图像处理(chl)(chl)概念是广义概念是广义的，不仅包括了输入和输出都是图像的低级处理的，不仅包括了输入和输出都是图像的低级处理(chl)(chl)，而且也包括了输入是图像，输出是对输入，而且也包括了输入是图像，输出是对输入图像的描述（如从输入图像中提取的特征信息或分图像的描述（如从输入图像中提取的特征信息或分类与识别信息）类与识别信息） 这样的高一级的处理这样的高一级的处理(chl)(chl)；也；也就是说，广义的图像处理就是说，广义的图像处理(chl)(chl)概念实际上指的是概念实际上指的是图像处理图

8、像处理(chl)(chl)与分析。与分析。 1.1 1.1 数字图像与数字图像处理数字图像与数字图像处理 第9页/共44页第九页，共44页。 图像图像(t xin)(t xin)的感知与获取：将景物转换成计算的感知与获取：将景物转换成计算机可以接受的数字图像机可以接受的数字图像(t xin)(t xin)的过程。的过程。 数字图像数字图像(t xin)(t xin)的获取方式：的获取方式：1.2 1.2 数字图像处理系统数字图像处理系统(xtng)(xtng)的组成的组成 第10页/共44页第十页，共44页。 景物景物 光学图像光学图像(t xin) (t xin) 胶片图像胶片图像(t xi

9、n) (t xin) 数字图像数字图像(t xin) (t xin) 处理结果输出处理结果输出物物体体摄摄像像机机胶胶片片数数字字化化仪仪计算机计算机系系 统统显 示 、显 示 、打 印 或打 印 或记录记录(jl)(jl)设备设备数数 字字 摄摄 影影 机机图 像 处 理图 像 处 理 ( t ( t xin ch l)xin ch l)软件软件专用图像处理专用图像处理(t xin ch (t xin ch l)l)硬件硬件图图1.1 1.1 数字图像处理系统组成数字图像处理系统组成 1.2 1.2 数字图像处理系统的组成数字图像处理系统的组成 第11页/共44页第十一页，共44页。1.2

10、1.2 数字图像处理系统数字图像处理系统(xtng)(xtng)的组成的组成 图像(t xin)存储系统图象输入(shr)系统n基本图象处理系统的结构图象处理与分析系统图象输出系统第12页/共44页第十二页，共44页。1.2 1.2 数字图像处理系统数字图像处理系统(xtng)(xtng)的组成的组成 n图像输入(shr)设备1000DPI1600DPI1000象素1600象素1英寸原稿n扫描(somio)仪分辨率与扫描(somio)图象的大小n分辨率：单位长度上采样的像素个数：DPI(dot/inch)数码相机第13页/共44页第十三页，共44页。1.2 1.2 数字图像处理系统数字图像处理

11、系统(xtng)(xtng)的组成的组成 n图像(t xin)输出设备之一n喷墨打印机n激光打印机n数字(shz)印刷机PCMCIA存储设备 第14页/共44页第十四页，共44页。 包括包括(boku)(boku)图像变换，图像增强，图像恢复，图像变换，图像增强，图像恢复，图像压缩编码，图像分割与特征提取，形态学图像处图像压缩编码，图像分割与特征提取，形态学图像处理，彩色、多光谱及高光谱图像处理、图像的表示与理，彩色、多光谱及高光谱图像处理、图像的表示与描述等。描述等。 1.3 1.3 图像处理技术图像处理技术(jsh)(jsh)研究的内容研究的内容 第15页/共44页第十五页，共44页。1.

12、3 1.3 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术研究的技术研究的内容内容 第16页/共44页第十六页，共44页。1.3 1.3 图像处理技术研究图像处理技术研究(ynji)(ynji)的内容的内容 第17页/共44页第十七页，共44页。1.3 1.3 图像处理技术图像处理技术(jsh)(jsh)研究的内容研究的内容 第18页/共44页第十八页，共44页。1.3 1.3 图像处理技术图像处理技术(jsh)(jsh)研究的内容研究的内容 第19页/共44页第十九页，共44页。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术

13、的应用领域用领域 第20页/共44页第二十页，共44页。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 医学应用：通过医学应用：通过CTCT及核磁共振、超声波、及核磁共振、超声波、 X X射线成像的射线成像的 分析分析(fnx)(fnx)等，可提供医学诊断依据。等，可提供医学诊断依据。第21页/共44页第二十一页，共44页。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 X X线线片片CTCT片片MRIMRIECT:ECT:第22页/共44页第二十二页，共44页。1.4

14、1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应用技术的应用领域领域 CT (Computed Tomography) 计算机断层(duncng)摄影术肝脏(gnzng)和胃的横断平面 CT 图像CT 扫描投射成像第23页/共44页第二十三页，共44页。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 第24页/共44页第二十四页，共44页。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 遥感：农、林等资源的调查，农作物长势监测，自遥感：农、

15、林等资源的调查，农作物长势监测，自然灾害然灾害 监测、预报，地势、地貌监测、预报，地势、地貌(dmo)测绘以及测绘以及地质构造解译、地质构造解译、 找矿，环境污染检测等等。找矿，环境污染检测等等。第25页/共44页第二十五页，共44页。第26页/共44页第二十六页，共44页。第27页/共44页第二十七页，共44页。19981998年长江年长江(chn jin)(chn jin)（枝城（枝城- -岳阳）洪涝灾害监测岳阳）洪涝灾害监测第28页/共44页第二十八页，共44页。工业生产：无损探伤，石油勘探，生产过程自动工业生产：无损探伤，石油勘探，生产过程自动化化 （识别零件，装配质量检查），工业机（

16、识别零件，装配质量检查），工业机器器(j q) 人研制等。人研制等。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 第29页/共44页第二十九页，共44页。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 军事：航空及卫星侦察照片的测绘、判读，雷达、军事：航空及卫星侦察照片的测绘、判读，雷达、 声纳声纳 图像处理，导弹图像处理，导弹(dodn)制导，军事仿真制导，军事仿真等。等。第30页/共44页第三十页，共44页。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(

17、t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 第31页/共44页第三十一页，共44页。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 第32页/共44页第三十二页，共44页。通信通信(tng xn)：图像传真，数字电视、网络可视：图像传真，数字电视、网络可视聊天、可视聊天、可视 电话网页动画等。电话网页动画等。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应用技术的应用领域领域 第33页/共44页第三十三页，共44页。独特(dt)的Exact Time和Auto Balance技术语音(

18、yyn)图像唇形同步只需350毫秒HiHello1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 第34页/共44页第三十四页，共44页。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 第35页/共44页第三十五页，共44页。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 第36页/共44页第三十六页，共44页。公安：指纹识别，印签、伪钞识别，安检，手迹公安：指纹识别，印签、伪钞识别，安检，手迹(shuj)、印、印 记鉴别分析等。记鉴别分析等。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应技术的应用领域用领域 第37页/共44页第三十七页，共44页。气象预报：获取气象云图进行测绘气象预报：获取气象云图进行测绘(chu)、判读等。、判读等。风云风云1号号 风云风云2号号1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应用技术的应用领域领域 第38页/共44页第三十八页，共44页。1.4 1.4 图像处理图像处理(t xin ch l)(t xin ch l)技术的应用技术的应用领域领域