数字图像处理与分析-1绪论课件

1、数字图像处理与分析（第一章 绪 论）,1,PPT学习交流,参考书,R.C.Gonzalez, Digital Image Processing (数字图像处理 阮秋琦译 ) J. Gomes, Image Processing for Computer Graphics K.R.Castleman, Digital Image Processing （朱志刚等译 数字图像处理） 阮秋琦 数字图像处理学,2,PPT学习交流,主要内容,序言 与其它相关学科的关系 图像处理的起源 图像处理技术分类 图像处理的特点 数字图像处理系统 组成 数字图像处理内容 数字图像处理应用领域 数字图像处理发展方向,

2、3,PPT学习交流,序言,人类获取信息的重要来源： 视觉 70%； 听觉 15%； 其他 15% 人类视觉的延伸,4,PPT学习交流,No 1,序言,5,PPT学习交流,序言,6,PPT学习交流,“勇气”号和“机遇”号两个火星探测器在拍摄这些图片时，使用的是绿色、蓝色及红外线滤光镜头，没有使用绿色、蓝色和标准红色过滤镜头。 这种镜头拍摄出的照片还是很精确的，但颜色会显得特别突出，所以人们看上去觉得有些怪。,序言,7,PPT学习交流,序言,8,PPT学习交流,序言,9,PPT学习交流,彩信是中国移动对多媒体信息服务（Multimedia Messaging Service）的“昵称”。 与传统的

3、文字短信息（SMS）和增强型短信息（EMS）相比，彩信绝对是新生代力量。 SMS只能收发文字信息， EMS只可以收发文字和简单的静态图片信息。 彩信却可以在一条信息中同时包含文字、图片（包括动漫和视频流）和声音内容，让沟通从此真的有声有色。,序言,10,PPT学习交流,序言,11,PPT学习交流,序言,12,PPT学习交流,序言,13,PPT学习交流,广播技术的发展 电视技术的发展 网络技术的发展 四维成像,序言,14,PPT学习交流,虚拟博物馆,15,PPT学习交流,序言,什么是图？像？,16,PPT学习交流,序言,什么是数字图像 一个被采样和量化后的二维函数 采用等距离矩形网格采样 对幅度

4、进行等间隔量化 是离散的 什么是处理 让某个事物受到一个过程的作用 什么是过程 导致某个所期望的目标的一系列操作,17,PPT学习交流,序言,什么是数字图像处理 亦称计算机图像处理,指将图像信号转换成数字格式并利用计算机对其进行一系列的操作,以得到所期望的结果 是一个图像到图像的过程 是一新兴学科，涉及多学科知识： 计算机 数学 摄影 电子 光学,18,PPT学习交流,序言,数字图象处理承袭的技术和理论 信号处理 图形学 色彩学 独有技术,19,PPT学习交流,序言,图象的生成,20,PPT学习交流,序言,21,PPT学习交流,序言-伽马射线,22,PPT学习交流,序言-X射线,23,PPT学

5、习交流,序言-紫外线,24,PPT学习交流,序言-超声波,25,PPT学习交流,序言-光学显微镜图像,26,PPT学习交流,序言-飓风的多光谱图像,27,PPT学习交流,序言-红外线,28,PPT学习交流,序言-红外线,29,PPT学习交流,序言-西藏西南山区的空间雷达图像,30,PPT学习交流,计算机生成的图像,31,PPT学习交流,计算机生成的图像,艺术风格绘画模拟,32,PPT学习交流,计算机生成的图像,动画图像生成等,33,PPT学习交流,计算机生成的图像,User Intervention, 2D,Brushes,Traditional Japanese ink painting c

6、alled sumie, and watercolor painting,34,PPT学习交流,由树的分形模型生成的黑山茱萸树,(a) 没有树叶 (b) 有树叶,35,PPT学习交流,与其它相关学科的关系,36,PPT学习交流,图像处理的起源,数字图象处理技术的起源 图像传输过程中的质量改善 原始图像质量不佳 由于传输中噪音导致质量不佳 模式识别中的场景数据处理 自动识别，要求对图像进行分析 人工视觉，要求对图像进行解释,37,PPT学习交流,例: 图象质量自动调整,38,PPT学习交流,例2 图象的自动拼接,39,PPT学习交流,图象的自动拼接,自动拼接生成的山东大学校园环境,自动拼接生成的

7、山东大学博物馆内部的场景,40,PPT学习交流,图像处理的起源,最早应用于20世纪20年代，报纸业,41,PPT学习交流,图像处理的起源,数字图像处理作为一门学科追溯到60年代，1964年美国喷气推进实验室利用计算机对太空船发回的月球图像信息进行处理。,42,PPT学习交流,图像处理的起源,60年代-70年代初期，开始在医学、地球监测、天文学等方面应用。 70年代初期,发明CT技术 1895年，x射线,43,PPT学习交流,图像处理技术分类,模拟图像处理： 光学、电信号处理，包括光学透镜处理、照相、广播电视等 优点 处理速度快，一般是实时处理 缺点 精度低，抗干扰性差，灵活性差，没有对图像的理

8、解能力和非线性处理能力，不易保存 数字图像处理： 采用数字计算机对数字化形式的图像进行处理 优点 精度高，处理内容丰富，处理手段灵活 缺点 计算量大，速度慢，且保持静止,44,PPT学习交流,图像处理的特点,信息量大 可采用压缩技术 综合性强 计算机 数学 摄影 电子 光学 与通讯结合紧密,45,PPT学习交流,数字图像处理系统组成,46,PPT学习交流,数字图像处理内容,根据处理流程，主要处理内容： 图像信息的获取 存储 传输 处理 输出 图象处理和编码如：图象采集、获取及存储，图象重建，图象变换、滤波、增强、校正、恢复/复原，图象/视频压缩编码，图象数字水印和图象信息隐藏等 B) 图象分析

9、和识别如：边缘检测、图象分割，目标表达、描述、测量，目标颜色、形状、纹理、空间、运动等的分析，目标检测、提取、跟踪、识别和分类等 C) 图象理解和计算机视觉如：立体成象，图象配准、匹配、融合、镶嵌，3-D表示、建模、重构、场景恢复，图象感知、解释、推理等,47,PPT学习交流,数字图像处理内容,48,PPT学习交流,数字图像处理内容,图像增强 图像复原 图像膨胀、腐蚀、细化（形态学） 图像半色调与抖动技术 图像变形 图像合成 图像分析 图像压缩与编码 数字水印 基于内容的检索,49,PPT学习交流,50,PPT学习交流,51,PPT学习交流,数字水印提出的背景,多媒体信息安全中传统的加解密系统

10、并不能很好地解决版权保护问题。因为，虽然经过加密后只有被授权持有解密密钥的人才可以存取数据，但是这样就无法向更多的人展示自己的作品；而且数据一旦被解开，就完全置于解密人的控制之下，原创作者没有办法追踪作品的复制和二次传播。,52,PPT学习交流,数字水印的概念,数字水印（digital watermark）技术，是指在数字化的数据内容中嵌入不明显的记号。被嵌入的记号通常是不可见或不可察的，但是通过一些计算操作可以被检测或者被提取。水印与源数据（如图象、音频、视频数据）紧密结合并隐藏其中，成为源数据不可分离的一部分，并可以经历一些不破坏源数据使用价值或商用价值的操作而存活下来。,53,PPT学习

11、交流,1 原始图像 2 加入水印后的图像 3 水印,54,PPT学习交流,特征提取效果图,原图,图像分割,图像锐化,边缘增强,边缘提取,轮廓提取和跟踪,基于内容的图像检索,返回,55,PPT学习交流,例3,基于形状的图像检索,基于内容的图像检索系统实现,返回,56,PPT学习交流,数字图像处理技术的应用,传统应用领域 医学、军事、航天； 模式识别、人工视觉 工业零件检测 公安、保险等指纹识别 邮局信件分捡、商场条形码识别、阅卷 文字、工程图、医学中染色体、红细胞等识别 运动物体的识别（机器人） 遥感图像分析、识别等 热门应用领域 印刷制版、电视、互联网、多媒体 电影特技、游戏、动画制作、数字相机 虚拟现实、电子商务、宽带应用,57,PPT学习交流,IBMR-从照片中生逼真的3D虚拟人,算法-面部复制 求特征点 求其3D位置 修改通用人头 修改嘴和眼 纹理映射,58,PPT学习交流,IBMR-从照片中生逼真的3D虚拟人,算法-躯干复制,59,PPT学习交流,几种常见的生物特征示例,脸形,脸部热量图,指纹,60,PPT学习交流,几种常见的生物特征示例,手形,手部血管分布,虹膜,视网膜,签名,声音,61,PPT学习交流,指纹特征信息,62,PPT学习交流,指纹比对,模糊匹配:三维到二维