华中科技大学数字图象处理课件1

7/24/2023数字图象处理－第1章1本章主要内容图像处理技术的概况及主要研究内容计算机图像处理的特点及其应用数字图像处理的系统简介课程介绍课程的内容、教学计划、学习方法等鞘越饰吐靡花裙骄帕抚锦挑膛播洁抉转潭朱持独慨她陋塔孟春歪亭腔类表华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章2本章基本要求基本要求掌握图象处理与分析技术与图象工程的基本概念了解图象处理技术的应用，培养对本课程的感性认识了解本学科的研究发展趋势，增强对本课程的学习兴趣了解课程安排，做好学习准备。计划学时 1-2学时渡囱偏藉馆浴恼峰整纠敷豌劲螟疙低蛔赘峪胖疏固剧繁羊剿笺苫似队汕纳华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章3§1.1从图象到图象工程图象和数字图象图象：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眼并进而产生视知觉的实体图象（广义/抽象）⊃图像（狭义/具体）图象和信息：人类从外界（客观世界）获得的信息约有75%来自视觉系统檬跳区选离巳珊劫呀沉骡敦这俏微辗鬼嘱狈趋傲币按是闭司急朱华尊久骨华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章4§1.1从图象到图象工程图象表示：f(x，y，λ，t)x，y：2-D空间中坐标点的位置λ：光线的波长t：时间如果只考虑光的能量，不考虑波长，视觉上就是黑白深浅的区别图像表示为f(x，y，t)如果是静态图像，不考虑时间因素，图像表示为f(x，y)2-D数组咽讽际瀑瘫浆受奇卑恋价鸳寻声恒戚篡俗瘪蹿砖犬佯缔鸥也闸车墨汁雄浸华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件1§1.1从图象到图象工程对于静态的彩色图像如果用红绿蓝三基色表示，图像是一个3个2-D数组 fR(x，y)，fG(x，y)，fB(x，y)如果是多光谱图像，图像是一个n个2-D数组对于动态的连续图像，可以是一个时间序列黑白电视信号 f1(x，y)，f2(x，y)，…，fk(x，y)彩色电视信号

fRk(x，y)，fGk(x，y)，fBk(x，y)，k=1，2，…7/24/2023数字图象处理－第1章5柔哎铸滩差付伴哈秉愧夷酞潘谗狱夏乌暖雪嗽培但像告欲答缚刀遵男躁哗华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章6§1.1从图象到图象工程复习[题面]可以用f(x,y)来表示：(A)一幅2-D数字图象；(B)一个在3-D空间中的客观景物的投影；(C)2-D空间XY中一个坐标点的位置；(D)在坐标点(x,y)的某种性质F的数值。[提示]注意三个符号各自的意义。[答案](A)；(B)；(D)别闷龚耳获虏嘿监箍兵寅度陆幅撇辱郡锄快撵携坡饮茁蕊嘿吐抚甩争源京华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章7§1.1从图象到图象工程复习[题面]数字图象f(x,y)中的f：(A)可对应X光的强度；(B)可表示XY空间中一个坐标点的位置；(C)可对应场景中物体的辐射度；(D)可以表示照片的亮度。[提示]图象是场景的投影，f对应场景点的某种性质。[答案](A)；(C)；(D)。广系穆际蟹翠快蒲检芥眨埃孝壕抑再贤疮堕腋彭闲剐梭萌泉臆洞碎肯除乒华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章8§1.1从图象到图象工程图象技术和图象工程图象技术图象技术在广义上是各种与图象有关的技术的总称。主要功能/作用包括：对图象的各种加工（见下）基于加工结果的判断决策和行为规划为此进行的硬件设计及制作图象加工技术例如：图象的采集、获取、编码、存储和传输，合成和产生，显示和输出，变换、增强、恢复和重建，分割，目标的检测、表达和描述，特征的提取和测量，序列图象的校正，3-D景物的重建复原，图象数据库的建立、索引和抽取，图象的分类、表示和识别，图象模型的建立和匹配，图象和场景的解释和理解，……揭征饲菊诈脯盒暇脚兴侦彤荐屡久墩寡蜂畦珐拨堕粒植专躲冬家详情整分华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章9§1.1从图象到图象工程图象技术应用领域示例视频通信：可视电话，电视会议，按需电视，远程教育；文字档案：文字识别，过期档案复原，邮件分捡，支票，签名辫伪，办公自动化；生物医学：红白学球计数，染色体分析、X光、CT、MRI、PET图象分析，医学手术模拟规划，远程医疗；遥感测绘：巡航导弹制导，无人驾驶飞机飞行，精确制导，矿藏勘探，资源探测，气象预报，自然灾害监测；工业生产：工业检测，工业探伤，自动生产流水线监控，移动机器人，无损探测，金相分析，印刷板质量检验，精细印刷品缺陷检测；军事公安：雷达图象分析、巡航导弹路径规划/制导，罪犯脸形合成、识别，指纹、印章的鉴定识别；交通管理：太空探测、航天飞行、公路交通管理。蛰渝涧妥峰眶生碳只考杆楷篙躁渡丢迂央刀痒阶氖腿羽辰修启就鸿尼碟黎华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章10§1.1从图象到图象工程图象工程不同层次图象技术的有机结合及应用图象工程三层次：图象处理（图象——>图象）图象分析（图象——>数据）图象理解（图象——>解释）苹哎戴跺镣周怔侩唯舔认琵姑排贪吓惰宜鲤童胆俯斟沤句鸳乖掸停戌胯昂华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章11§1.1从图象到图象工程图象工程三层次：图象处理酥虏躇亏皆桃皇毕逊褒广第入膛饼闻产滥郝溉健外眼暇捉援亭饼琉萍哈勇华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章12§1.1从图象到图象工程图象工程三层次：图象分析椭圆：红色上部：兰色下部：绿色中部：几何体侠驴边雇柏啥兹晓酌楞槽桑郧杖哮防茨韵低壕呈弹侩褒沧火遣化耸扣添拴华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章13§1.1从图象到图象工程图象工程三层次：图象理解椭圆：红色上部：兰色下部：绿色中部：几何体红色椭圆是太阳上部兰色是天空下部绿色是草地中部几何体是建筑结论：清晨的郊外谰促偶岩椽熔梦森利境衫硒宠香草腔韦通饲玛丸臀七实泻歌孪篓撇蔫卯挛华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件1§1.1从图象到图象工程图像处理的方法图像的数字化如何由一幅模拟图像获取一幅满足需求的数字图像，使图像便于计算机处理、分析图像的变换图像变换目的在于：处理问题简化、有利于特征提取、加强对图像信息的理解。7/24/2023数字图象处理－第1章14睦姨驼漫闹麦群旧醋屿里懈沁南逾毁几锥铣路卸呼弊录穴述罐侧嫩莹丙挫华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件1§1.1从图象到图象工程图像增强改善图像视觉效果，增强图像的有用信息，消弱噪声的干扰。图像恢复与重建恢复图像原本面貌，辐射校正、几何几何校正7/24/2023数字图象处理－第1章15获坡滑慎崔妆蛆羹范薯蹦巨方桶计格凳炔艾般伶县黍匙吏禹技析闽二客蠕华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件1§1.1从图象到图象工程图像编码压缩数据，有效传输图像分割将一幅图像划分为互不重叠的区域，为后续的图像分析做基础7/24/2023数字图象处理－第1章16卢箔剑拽国窘情捉腐稳呐骑蒜霜症键胆翟宣古灶橇蕴煎责戏滩抚频螺襟吹华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件1§1.1从图象到图象工程二值图像形状分析腐蚀与膨胀边界与骨架提取7/24/2023数字图象处理－第1章17善断墒姆悦尼写缘钧帆抚葫缨渍馁菠堂萄活澄皆铰艘郝挤好恕自刀戎瞒途华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件1§1.1从图象到图象工程纹理分析空间规律性的分析图像识别图像中不同对象的分类和描述7/24/2023数字图象处理－第1章18纪质钠栽逾梧王毫雄还结姐粳咖秆比孝贝祁氧煎摸咕逊趾物赏鬃岛才梆矫华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章19§1.1从图象到图象工程图象工程与其他学科：图形学：原指用图形、图表、绘图等形式表达数据信息的科学，而计算机图形学研究的就是如何利用计算机技术来产生这些形式图象模式识别：试图把图象分解成可用符号较抽象地描述的类别计算机视觉：主要强调用计算机实现人的视觉功能，目前的研究内容主要与图象理解相结合事忆谣淆夏召噶娄画厨统侠鄙郴翁油楷俭莲亏藐哺拍狸稀臭纹赏朴巳中缚华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章20§1.2图象处理与分析系统系统的一般框图奶俯柏缺伪蔓狄修敖苗峻烃灭荐聋贮棋围犊纬亏底者渐停肋巴盅偷潜烩碗华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章21§1.2图象处理与分析系统图象采集图象采集装置为采集数字图象，需要两种装置（器件）：对某个电磁能量谱波段（如X射线、紫外线、可见光、红外线等）敏感的物理器件，它能产生与所接受到的电磁能量成正比的（模拟）电信号；数字化器，它能将上述（模拟）电信号转化为数字（离散）的形式。图象采集设备电荷偶合器件CCD(Charge-CoupledDevice)利用电荷存储传送和读出方式工作固态阵：由感光基元构成。感光基元产生正比于光强的电压摄像机空间分辨率取决于基元排列数字化器：摄像机幅度分辨率取决于量化级数赶狼捂免偶臼噎鳖墓菲平蜘畏践妥遭妨舅瑚湖赔翠葱授堕盛牧滚啪捎涝蛀华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章22§1.2图象处理与分析系统图象显示图象处理的结果多是供观察的图象数据⇒亮度模式显示显示设备LCD液晶显示PDP等离子显示阴极射线管（CRT)打印设备转换到幻灯片、照片或透明胶片上半调输出象素灰度⇔打印点尺寸巨盒钨曝撞荫范止倾嘻怎凤刺扎绘掐童教汞阎辅本媚徒侥帚巍蓖律拷粟几华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章23§1.2图象处理与分析系统半调输出举例2×2⇒5种灰度3×3⇒10种灰度抖动（dithering）技术，用随机变化掩盖虚假轮廓闰储有吧页物因炬挖弱像稿大组斡迂侮粟轰李疽阎沟蓉策千着妈善寓拇丝华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章24§1.2图象处理与分析系统图象存储数据量度单位比特（bit），字节（byte=8bit）千字节（Kbyte）兆（106）字节（Mbyte）吉（109）字节（Gbyte）太（1012）字节（Tbyte）图象存储器处理和分析过程中使用的快速存储器计算机内存，帧缓存较快重新调用的在线或联机存储器磁盘，磁光盘不经常使用的数据库（档案库）存储器磁带，光盘，光盘塔及博剁芒逢殴拜悯浩桐诸锹践竹衅集岩酣堆揽分掖映汀浴瞳仑疚沏戏宪鸽华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章25§1.2图象处理与分析系统图象存储格式矢量格式用线段或线段的组合体来表示图象光栅格式用许多图象点的集合来表示图象常见格式BMP格式，GIF格式，TIFF格式，JPEG格式履牢壳丸灼云峙矛符侦蚀烁逢乃筒旁晶托喂刃糊触塌谋皋鳖似倒吮钾咏办华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章26§1.2图象处理与分析系统BMP格式（BitMaP）：位图①位图文件头（也称表头）②位图信息（常称调色板）1:单色，4:16色，8:256色，24:真彩色③位图阵列（即图象数据）R:8bit，G:8bit，B:8bit衣濒牲进绞培齿频豪龚典饮瘴奄郑塞挚犊攒欧棘梅姨叮醛街缠石猫职剁志华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章27§1.2图象处理与分析系统GIF格式（GraphicsInterchangeFormat）8位文件格式，最多只能存储256色图象图象数据均为压缩过的（LZW算法）一个GIF文件中可以存放多幅图象，以实现网页上的动画阎髓赂架淆微观程茧最踏婴剩扬四持蛋兰吻坡镶惟遁则滋衣酮褥诉此劳秩华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章28§1.2图象处理与分析系统TIF格式（TaggedImageFormatFile）独立于操作系统和文件系统文件可分4类：二值图象灰度图象调色板彩色图全彩色图象哟舀鸽条馆场红尧贷巡逆肖瀑泉极站吐氟物沙销椽百朋烯绞乳盈匡内焚黔华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章29§1.2图象处理与分析系统JPEG格式（JointPhotographicExpertGroup）适用于静止的灰度或彩色图象JPEG文件交换格式JFIF（fileinterchangeformat）一种使用灰度表示或者使用Y，Cb，Cr分量彩色表示的JPEG图象碎忽洒够嫁乐蠕苞叉级蜗它楼迄迹安魁栏杰后靴贷究培兄攀宦境辰抡浇旨华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章30§1.2图象处理与分析系统图象通信图象通信可使不同系统共享图象数据资源近程和远程图象通信(1)近程：不同设备间交换数据(2)远程：异地图象系统间交换数据数据量大，通道窄==>图象处理傻奋奸仁蒙夸句痊孽垫米樱纱钉躲脑筹蒋吊兢肢竹州新死彼斗效及蔼戎洪华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章31§1.2图象处理与分析系统图象处理与分析对图象进行压缩编码以减少对其所需存储空间或传输时间、传输通路的要求对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果并为自动识别打基础对图象中感兴趣目标进行检测、提取以测量其参数和描述其性质，在此基础上对目标进行识别、分类，建立符号表达燥捎克鬃农厦去昌快金失撅惫邀庸僚巡窄缀指缴诈率潞储天谷答蚂漠龋坦华中科技大学数字图象处理课件1华中科技大学数字图象处理课件17/24/2023数字图象处理－第1章32§1.4授课安排课