数字图像处理基本概念课件

图像处理与识别20011年3月课程名称：图像处理与识别英文名称：ImageAnalyzingandRecognition课程编号：4123306总学时：72授课学时：54实验学时：18学分：3.5课程类别：选修课预修课程：数字信号处理选用教材RafaelC.Gonzalez著，“DigitalImageProcessing”（SecondEdition），电子工业出版社原版影印，2002。参考书目RafaelC.Gonzalez著，阮秋琦等译《数字图像处理》（第二版），电子工业出版社，2003KennethR.Castleman著，“DigitalImageProcessing”,清华大学出版社原版影印，1998。K.R.Castleman著,朱志刚等译,数字图像处理（新版），北京:电子工业出版社，2002.2章毓晋编著，图像处理和分析（第二版），北京：清华大学出版社，2004.7图像和数字图像“图”是物体投射或反射光的分布，“像”是人的视觉系统对图的接受在大脑中形成的印象或反映。图像是客观和主观结合的产物。数字图像是对二维连续光函数进行等距离矩形网格采样，再对幅度进行等间隔量化得到的二维数据矩阵。图像的示例图像的示例图像的示例图像的示例数字图像处理系统照明方法摄像单元对象物光源背光照明摄像单元对象物光源正面照明摄像单元对象物光源斜射照明数字图像处理术语数字图像处理术语数字图像处理术语计算机图形学使用计算机将由概念或数学描述所表示的物体进行处理和显示的过程。侧重点在于根据给定的物体描述模型、光照及摄像机的成像几何，生成一幅图像的过程。计算机艺术也属于计算机图形学。计算机视觉目的是发展出能理解自然景物的系统。在机器人领域，计算机视觉为机器人提供眼睛。数字图像处理术语数字化将一幅图像从原来的形式转化为数字形式的过程。一个非破坏性的过程。扫描对一幅图像内给定位置的寻址。把图像划分为矩形网格，即光栅。扫描的最小单元为像素。数字图像处理术语采样在一幅图像的每个像素位置上测量灰度值。传感元件将光亮度转化为电压值。对图像信号的定义域离散化。量化将测量的灰度值用整数表示。通过模数转化器实现。对图像信号的值域离散化。数字图像显示

941001041191251361431531571581031041069810311914115515916010913613612395781171491551601101301441491297897151161158109137178167119781011851881611001431671348785134216209172104123166161155160205229218181125131172179180208238237228200131148172175188228239238228206161169162163193228230237220199图像灰度表示数字矩阵数字图像的矩阵表示灰度图像红绿蓝彩色图像彩色图像数字图像灰度表示2563282图像灰度级256128643216842数字图像处理的历史到二十世纪五十年代

六十年代：登月七十年代：医学图像CT八十年代：普及九十年代：多媒体数字图像处理的研究领域

包括：图像变换、图像编码、图像增强、图像恢复、图像分割、图像理解和识别、图像重建等。图像变换傅立叶变换Walsh变换离散余弦变换小波变换……空间域变换域图像编码压缩图像压缩编码技术可以减少描述图像的数据量，以便节省图像传输、处理时间、减少存储空间。主要方法：熵编码、预测法编码、变换编码、分形编码……CompressionCompression

"Colorimageof600x800pixels–Withoutcompression#600*800*24bits/pixel=11.52Kbits=1.44Mbytes–AfterJPEGcompression(popularlyusedonweb)#only89Kbytes#compressionratio~16:1"Movie–720x480perframe,30frames/sec,24bits/pixel–Rawvideo~243Mbits/sec–DVD~about5Mbits/sec–Compressionratio~48:1图像增强和复原目的：提高图像质量（去除噪声、提高图像的清晰度），改善供人观看图像主观质量主要方法：灰度修正、平滑、几何校正、图像锐化、频域增强、维纳滤波、卡尔曼滤波图像增强运动模糊图像恢复图像图像恢复图像拼接图像的分割目的：提取出感兴趣的对象。为进一步的理解和识别做准备。主要方法：灰度阀值分割、基于纹理的分割、区域生长法图像的分割图像分析对输入图像进行处理，产生对图像的描述主要技术方法：分割描绘纹理分析形状分析场景分析图像识别计算机识别景物视觉功能识别能力人的视觉机理研究初步阶段完善的视觉模型尚未建立图像处理和识别技术识别景物相对简单常用识别方法(相关匹配、结构匹配)各种专家系统应用于识别复杂的景物，并已做出一些实用的系统。图像重建投影重建利用X射线、超声波等手段取得物休的多幅来自不同角度的二维投影图，通过计算得出物体内部图像三维信息重建技术利用明暗、运动、体视等图像信息恢复三维物体形状。投影重建原理示意图主要应用航天航空生物医学工程通讯领域工业军事公安文化艺术……应用1：航空航天登月、火星照片处理飞机遥感、卫星遥感气象预报应用2：生物医学工程CT、MRI（核磁共振）、B超显微图像：红细胞、白细胞、染色体的分析X光、心电图……应用3：通讯领域发展趋势：多媒体通讯