數(shù)字圖像處理第一章71570

1、數(shù)字圖像處理,王新紅 同濟(jì)大學(xué)電信學(xué)院,2021/1/24,2,目錄,1.1 圖象的概述 1.2 數(shù)字圖象處理的發(fā)展過程 1.3 圖象處理和分析系統(tǒng) 1.4 圖象技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,2021/1/24,3,圖象的概述,圖像的定義 圖像就是視覺景物的某種形式的表示和記錄。 圖像是用各種觀測(cè)系統(tǒng)以不同形式和手段觀測(cè)客觀世界而獲得的，可以直接或間接作用于人眼并進(jìn)而產(chǎn)生視知覺的實(shí)體。 數(shù)字圖像 圖像的數(shù)字化表示，或者稱為離散化的圖像。像素是其最小的單位,像素,數(shù)字圖像的特點(diǎn) 信息量大 例如一幅電視畫面取512行512列，象素?cái)?shù)為512512，如果灰度級(jí)用8bit來表示，則有256個(gè)灰度級(jí)，那么一幅圖像的信

2、息量為51251282,097,152bit256KB。若每秒有25幀圖像，每秒鐘的信息量為256KB256400KB6.25MB。 數(shù)字圖像占用的頻帶較寬 數(shù)字圖像中各個(gè)象素間的相關(guān)性大 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)受人的因素影響較大,2021/1/24,4,與數(shù)字圖像相關(guān)的概念,圖形(Graphics) 圖形是圖像的一種抽象，它反映圖像的幾何特征，例如點(diǎn)、線、面等。 圖形不直接描述圖像中的每一點(diǎn)，而是描述產(chǎn)生這些點(diǎn)的過程和方法，被稱為矢量圖形。 視頻(video) 是一組圖像在時(shí)間軸上的有序排列，是二維圖像在一維時(shí)間軸上構(gòu)成的序列圖像。 人眼的視覺惰性：在亮度信號(hào)消失后，亮度感覺仍可以保持1/201/

3、10s的時(shí)間,line（x1,y1,x2,y2,color） circle（x,y,r,color,2021/1/24,5,與數(shù)字圖像相關(guān)的概念,動(dòng)畫(Animation) 它與視頻的區(qū)別在于視頻的采集來源于自然的真實(shí)圖象，而動(dòng)畫則是利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生出來的圖象或圖形，是合成的動(dòng)態(tài)圖象,2021/1/24,6,數(shù)字圖象處理的發(fā)展過程,1964年美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室為進(jìn)行太空探測(cè)研究月球表面 1972年計(jì)算機(jī)斷層X光照相技術(shù)（即X光CT技術(shù)） 70年代末期，開始了具有視覺功能的機(jī)器人的研究 80年代，隨著大規(guī)模集成電路（VLSI）技術(shù)的發(fā)展，大容量存儲(chǔ)芯片的容量大幅度增加，計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)容量和運(yùn)算速度迅

4、速提高 90年代，圖象處理技術(shù)的應(yīng)用與研究領(lǐng)域有了更大的擴(kuò)展,2021/1/24,7,圖象處理和分析系統(tǒng),所謂的數(shù)字圖像處理，就是指用數(shù)字計(jì)算機(jī)及其他有關(guān)的數(shù)字技術(shù)，對(duì)圖像施加某種運(yùn)算和處理，從而達(dá)到某種預(yù)期的目的。 基本的圖像處理和分析系統(tǒng)構(gòu)成,通信,處理和分析,顯示,采集,存儲(chǔ),2021/1/24,8,圖像處理和分析系統(tǒng),圖象采集模塊 為采集數(shù)字圖象，需要兩種裝置（器件） 一種是對(duì)某個(gè)電磁能量譜波段敏感的物理器件 另一種稱為數(shù)字化器件 數(shù)碼攝像機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，掃描儀 掃描儀,2021/1/24,9,圖像處理和分析系統(tǒng),圖象顯示模塊 圖形繪制設(shè)備：打印機(jī)、繪圖儀 顯示設(shè)備： CRT顯示器、液晶

5、顯示器LCD 圖象存儲(chǔ)模塊 磁帶、磁盤、光盤等 圖象通信模塊 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電話網(wǎng)等,2021/1/24,10,圖像處理和分析系統(tǒng),圖象處理和分析模塊 圖像變換 包括離散傅立葉變換（DFT）、離散余弦變換（DCT）、沃爾什變換（DWT）、小波變換等 圖像壓縮編碼 包括熵編碼、預(yù)測(cè)法編碼、變換編碼、 分形編碼等 圖像增強(qiáng)和復(fù)原 圖像的增強(qiáng)：不考慮圖像降質(zhì)的原因，只將圖像中感興趣的特征有選擇的突出，而衰減次要信息 圖像的復(fù)原：針對(duì)圖像降質(zhì)的原因，設(shè)法去補(bǔ)償降質(zhì)因素，從而使改善后的圖像盡可能的逼近原始圖像 包括灰度修正、平滑、幾何校正、圖像銳化、頻域增強(qiáng)、維納濾波、卡爾曼濾波 圖像分割 包括灰度閾值分

6、割、基于紋理的分割、區(qū) 域生長(zhǎng)法等 圖像理解和識(shí)別 常用的模式有統(tǒng)計(jì)模式分類和句法模式分類,2021/1/24,11,圖象技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,生物、醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用 紅白細(xì)胞和細(xì)菌、蟲卵分類計(jì)數(shù) 癌細(xì)胞的識(shí)別 染色體分析 CT（計(jì)算機(jī)斷層掃描成像,2021/1/24,12,圖象技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,航天、遙感方面的應(yīng)用,阿波羅登月,2021/1/24,13,勇氣號(hào)發(fā)回的火星表面圖,2021/1/24,14,遙感,遙感是利用裝載在飛機(jī)或人造衛(wèi)星上的傳感器，搜集由地球表面的物體反射或放射出的電磁波，并利用這些數(shù)據(jù)得到有關(guān)對(duì)象物和現(xiàn)象的信息的技術(shù)。 在農(nóng)業(yè)方面,2000年京郊小麥長(zhǎng)勢(shì)情況衛(wèi)星遙感圖,2000年京郊玉米、水稻種植情況衛(wèi)星遙感圖,2021/1/24,15,黃河口小清河水污染影像圖,遙感,在水文、水資源工作中的應(yīng)用 在氣象方面的應(yīng)用,臺(tái)風(fēng)海燕,2021/1/24,16,圖象技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,軍事和公安部門的應(yīng)用,道路交通,2021/1/24,17,個(gè)人鑒別,指紋識(shí)別,掌紋識(shí)別,2021/1/24,18,羽毛球毛片檢