圖像處理概述

高級(jí)數(shù)字圖像處理陳志華聯(lián)系方式媒體計(jì)算與仿真研究室八教403

czh@.c迎多交流，多聯(lián)系！同學(xué)自我介紹研究方向、導(dǎo)師、課題等，有圖像處理基礎(chǔ)？關(guān)于紀(jì)律不遲到、不早退、不曠課有特殊情況，提前請(qǐng)假遵守課堂紀(jì)律課代表推薦協(xié)助考勤、講座報(bào)名等課程目的與要求掌握數(shù)字圖像處理的概念、原理和方法為圖像相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)或研究打下良好基礎(chǔ)說(shuō)明屬于媒體計(jì)算領(lǐng)域和相關(guān)課程《視覺(jué)計(jì)算》、《多媒體信息建模與檢索》互補(bǔ)課程安排課程內(nèi)容分為數(shù)字圖像處理的理論及實(shí)踐概念繁多、內(nèi)容廣泛、理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)內(nèi)容簡(jiǎn)化，選自多本教材；課時(shí)：32學(xué)時(shí)討論、小講座等互動(dòng)環(huán)節(jié)課堂提問(wèn)、練習(xí)課外自己動(dòng)手編程課程考核考核平時(shí)成績(jī)40%考勤、課堂練習(xí)、回答問(wèn)題課堂小講座、討論考試（或論文）成績(jī)60%講座安排圍繞圖像處理領(lǐng)域，做10分鐘-20分鐘PPT技術(shù)點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)介紹應(yīng)用研究現(xiàn)狀程序?qū)崿F(xiàn)與演示論文閱讀鼓勵(lì)介紹自己的學(xué)術(shù)研究成果……每位同學(xué)都要講，按團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備和評(píng)分課代表收集大家選題小講座評(píng)分選題恰當(dāng)：不寬泛，和課程內(nèi)容不重復(fù)PPT簡(jiǎn)潔：提綱式，字號(hào)至少為28，不超過(guò)50字/頁(yè)，不照抄網(wǎng)上內(nèi)容內(nèi)容熟悉，陳述流暢：不要照稿子念，和大家有互動(dòng)：眼神、手勢(shì)、提問(wèn)等有亮點(diǎn)：如編程實(shí)現(xiàn)、圖文并茂、視頻演示…數(shù)字圖像處理

概述及基礎(chǔ)參考書(shū)數(shù)字圖像處理(第二版)，岡薩雷斯等著，電子工業(yè)出版社,2013章毓晉，圖象工程上冊(cè)—圖象處理，清華大學(xué)出版社,2008章毓晉，圖象工程中冊(cè)—圖象分析，清華大學(xué)出版社,2008章毓晉，圖象工程下冊(cè)—圖象理解，清華大學(xué)出版社,,2008國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議和期刊國(guó)內(nèi)期刊Journal

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(JCST)(SCI)計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)軟件學(xué)報(bào)電子學(xué)報(bào)計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào)國(guó)外學(xué)術(shù)會(huì)議IEEE

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(CSVT)圖像處理的主要內(nèi)容基礎(chǔ)知識(shí)圖像幾何變換彩色圖像處理邊緣檢測(cè)圖像增強(qiáng)圖像分割形態(tài)學(xué)處理圖像壓縮應(yīng)用實(shí)踐基礎(chǔ)知識(shí)1概述概念：圖像、數(shù)字圖像、像素?cái)?shù)字圖像處理的起源數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域圖像處理系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)2技術(shù)基礎(chǔ)圖像的采樣和量化數(shù)字圖像的表示數(shù)字圖像的質(zhì)量像素間的一些基本關(guān)系1.1圖像基本概念圖像定義為二維函數(shù)f(x,y)，其中，x,y是空間坐標(biāo)，f(x,y)是點(diǎn)(x,y)的幅值灰度圖像是一個(gè)二維灰度（或亮度）函數(shù)f(x,y)彩色圖像由三個(gè)（如RGB，HSV）二維灰度（或亮度）函數(shù)f(x,y)組成什么是數(shù)字圖像？像素組成的二維排列，可以用矩陣表示單色（灰度）圖像:每個(gè)像素的亮度用一個(gè)數(shù)值來(lái)表示，通常在0--255，0表示黑、255表示白，其它值表示黑白之間的灰度彩色圖像可以用紅、綠、藍(lán)三元組的二維矩陣來(lái)表示。通常三元組的每個(gè)數(shù)值也是在0到255之間，0表示相應(yīng)的基色在該像素中沒(méi)有，而255則代表相應(yīng)的基色在該像素中取得最大值數(shù)字圖像的像素表示什么是像素？

數(shù)字圖像由二維的元素組成。每一個(gè)元素具有一個(gè)特定的位置（x,y）和幅值f(x,y),這些元素就稱為像素。19補(bǔ)充：圖像圖像——Image，是對(duì)事物的一種描述形式，它以人類視覺(jué)特性為載體在空間位置記錄顏色值，一個(gè)空間位置記錄一個(gè)顏色值，那么空間位置及對(duì)應(yīng)顏色值的集合就是圖像再具體點(diǎn)，是指在一個(gè)二維矩形區(qū)域內(nèi)的每個(gè)點(diǎn)記錄一個(gè)顏色20圖像獲取通過(guò)記錄現(xiàn)實(shí)世界，獲取圖像手機(jī)照相機(jī)攝像機(jī)紅外攝像機(jī)…21圖像22圖像的簡(jiǎn)單分類按照人眼視覺(jué)感知范圍分可見(jiàn)圖像不可見(jiàn)圖像按照?qǐng)D像空間坐標(biāo)和亮度（或色彩）的連續(xù)性分類模擬圖像：空間坐標(biāo)和顏色值均連續(xù)取值數(shù)字圖像：空間坐標(biāo)和顏色值均不連續(xù)取值23可見(jiàn)光與電磁波譜X射線紫外線γ射線紅外線微波無(wú)線電波藍(lán)綠紅400600500700波長(zhǎng)（nm）人類可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍24可見(jiàn)光與電磁波譜25模擬圖像圖像的空間坐標(biāo)和顏色值均連續(xù)取值例如：由膠片照相機(jī)拍攝的照片理論上，照片上的任意一點(diǎn)都有對(duì)應(yīng)的顏色，因此坐標(biāo)位置是在[0－寬度]×[0－高度]的二維范圍中取值同樣，由膠片相機(jī)拍攝的照片，其每個(gè)點(diǎn)的感光值也都是連續(xù)取值的，并且取值范圍（也稱為動(dòng)態(tài)范圍）非常大26數(shù)字圖像圖像的空間坐標(biāo)和顏色值均不連續(xù)取值例如，數(shù)碼相機(jī)所拍攝的數(shù)字圖像空間坐標(biāo)取值不連續(xù)一般在網(wǎng)格點(diǎn)位置上才記錄顏色顏色取值不連續(xù)每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上的顏色取值只有有限種選擇沒(méi)有顏色1.2數(shù)字圖像處理的起源人類分析的需要圖像在傳輸過(guò)程后的更好復(fù)原空間應(yīng)用：圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原醫(yī)學(xué)圖像……作用：通過(guò)圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原等技術(shù)，增強(qiáng)或復(fù)原模糊或損毀的圖像機(jī)器感知的需要自動(dòng)字符識(shí)別OCR人臉識(shí)別指紋識(shí)別……28數(shù)字圖像歷史追溯數(shù)字圖像處理最早的應(yīng)用之一是在報(bào)紙業(yè)1921年，Bartlane電纜圖片傳輸系統(tǒng)，在倫敦和紐約之間，經(jīng)橫跨大西洋的海底電纜發(fā)送數(shù)字化報(bào)紙的圖片。該系統(tǒng)傳送一幅圖片所需時(shí)間小于3小時(shí)，而之前需要1周以上。首先對(duì)圖像進(jìn)行編碼；然后在接收端由專用打印設(shè)備進(jìn)行圖片重建291921年一幅由電報(bào)打印機(jī)打印的數(shù)字圖像(5個(gè)灰度級(jí))301921年底照像復(fù)制技術(shù)應(yīng)用，在電報(bào)接受終端用穿孔帶還原圖像圖像信號(hào)兩次穿越大西洋后的效果。311929年引人了編碼的圖片紙帶來(lái)調(diào)制光束，從而改善底板感光的系統(tǒng)，使灰度級(jí)增加到15個(gè)等級(jí)。1.3數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容圖像增強(qiáng)圖像分割圖像復(fù)原圖像變換圖像壓縮圖像重建圖像配準(zhǔn)、圖像融合、圖像水印、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)…1.4圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)字圖象處理技術(shù)已應(yīng)用到很多領(lǐng)域(1)遙感圖像應(yīng)用農(nóng)業(yè)普查、森林覆蓋計(jì)算、水利工程等的客觀估計(jì)計(jì)算、森林火災(zāi)監(jiān)護(hù)－－客觀反映火災(zāi)情況、面積

水體界線的確定在近紅外圖像上，水體呈黑色；(2)導(dǎo)彈制導(dǎo)

圖象識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)，使其精確打擊目標(biāo)。如：機(jī)場(chǎng)、橋梁等。(3)生物特征識(shí)別

軍事、公安中的人臉、指紋、掌紋識(shí)別等。(4)醫(yī)學(xué)應(yīng)用

CT、MR1、PET、B超、DSA、血管造影、紅外乳腺、顯微病理、電子顯微鏡、遠(yuǎn)程醫(yī)療圖像、皮膚圖象、X射線、γ刀與χ刀腦外科等等離不開(kāi)圖像。

X-Ray

MRIPET（核醫(yī)學(xué)影像）超聲圖象PhotocourtesyPhilipsResearch

Ultrasoundexaminationduringpregnancy

DSA數(shù)字減影血管造影(DigitalSubtractionAngiography)

紅外圖象(5)日常生活數(shù)碼照片管理、處理等。1.4圖像處理系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)常用圖像處理軟件及平臺(tái)Windows自帶軟件-畫(huà)圖可以畫(huà)任意圖形、填充顏色等，同時(shí)也可編輯圖像ACDSee目前流行的數(shù)字圖像處理軟件，支持超過(guò)50種常見(jiàn)多媒體格式，擁有如去除紅眼、剪切圖像、銳化、浮雕特效、旋轉(zhuǎn)、鏡像等功能效果。AdobePhotoshop公認(rèn)的最好的通用平面美術(shù)設(shè)計(jì)軟件。由Adobe公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。它完成了DTP和圖像軟件的結(jié)合，使設(shè)計(jì)師可在電腦上直接完成文字的錄入、排版、圖像處理、形象創(chuàng)造和分色制板的全過(guò)程。Fireworks網(wǎng)頁(yè)制作三劍客之一，最適合與Dreamweaver共同使用，處理網(wǎng)頁(yè)中的圖片。MATLAB是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境。VisualC++.net實(shí)現(xiàn)許多圖像之間的變換，或者自己編寫(xiě)函數(shù)來(lái)畫(huà)出設(shè)計(jì)好的圖像。圖像存儲(chǔ)系統(tǒng)圖像文件格式體系互聯(lián)網(wǎng)用：GIF、JPG印刷用：TIF、JPG、TAG、PCX國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：TIF、JPG、BMP圖像存儲(chǔ)體系：分級(jí)存儲(chǔ)內(nèi)存存儲(chǔ)：處理時(shí)使用硬盤存儲(chǔ)：處理、備份時(shí)用（在線）備份存儲(chǔ)：光盤、磁帶圖像文件的常用格式BMP位圖文件，是一種與硬件設(shè)備無(wú)關(guān)的圖像文件格式，是Windows操作系統(tǒng)采用的圖像文件存儲(chǔ)格式，是Windows操作系統(tǒng)內(nèi)交換圖像數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn)。GIF原義是“圖像互換格式”，是CompuServe公司制定的一種圖像文件存儲(chǔ)格式，其最初的目的是希望每個(gè)BBS使用者都能夠通過(guò)GIF圖像文件格式輕易存儲(chǔ)并交換圖像數(shù)據(jù)。圖像文件的常用格式TIFF圖像文件格式由Aldus公司與Microsoft公司共同開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的圖像文件格式。PCX圖像文件格式是PCPaintbrush繪圖軟件內(nèi)的文件格式，專門用于存儲(chǔ)該軟件所產(chǎn)生的圖像畫(huà)面數(shù)據(jù)。JPEG圖像文件格式一種有損壓縮格式，是最常用的圖像文件格式，由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國(guó)際電話電報(bào)咨詢委員會(huì)制定。2技術(shù)基礎(chǔ)圖像的采樣和量化數(shù)字圖像的表示數(shù)字圖像的質(zhì)量像素間的一些基本關(guān)系

鄰域處理方法是圖像增強(qiáng)過(guò)程的核心。2.1圖像的采樣和量化大多數(shù)傳感器的輸出是連續(xù)電壓波形，為了產(chǎn)生一幅數(shù)字圖像，需要把連續(xù)的感知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式數(shù)字化包括兩種處理：采樣和量化采樣：圖像空間坐標(biāo)的數(shù)字化量化：圖像函數(shù)值（灰度值）的數(shù)字化圖像采樣空間坐標(biāo)(x,y)的數(shù)字化被稱為圖像采樣確定水平和垂直方向上的像素個(gè)數(shù)N、M圖像的量化函數(shù)取值的數(shù)字化被稱為圖像的量化，如量化到256個(gè)灰度級(jí)圖像的采樣與數(shù)字圖像的質(zhì)量圖像的采樣與數(shù)字圖像的質(zhì)量1024*1024512*512256*25632*32128*12864*64圖像的量化與數(shù)字圖像的質(zhì)量圖像的采樣和量化非統(tǒng)一的圖像采樣在灰度級(jí)變化尖銳的區(qū)域，用細(xì)膩的采樣，在灰度級(jí)比較平滑的區(qū)域，用粗糙的采樣非統(tǒng)一的圖像量化在邊界附近使用較少的灰度級(jí)。剩余的灰度級(jí)可用于灰度級(jí)變化比較平滑的區(qū)域避免或減少由于量化的太粗糙，在灰度級(jí)變化比較平滑的區(qū)域出現(xiàn)假輪廓的現(xiàn)象2.2數(shù)字圖像的表示二維離散亮度函數(shù)——f(x,y)x，y說(shuō)明圖像像素的空間坐標(biāo)函數(shù)值f代表了在點(diǎn)(x,y)處像素的灰度值二維矩陣——A[m,n]m,n說(shuō)明圖像的寬和高。矩陣元素a(i，j)的值，表示圖像在第i行，第j列的像素的灰度值；i,j表示幾何位置256個(gè)層次的圖像16個(gè)層次的圖像64個(gè)層次的圖像2.3圖像的質(zhì)量圖像質(zhì)量指標(biāo)—1、層次（灰度級(jí)）對(duì)比度：是指一幅圖像中灰度反差的大小對(duì)比度

=

最大亮度

/

最小亮度圖像質(zhì)量：2、對(duì)比度圖像的質(zhì)量：3、清晰度人眼宏觀看到的圖像的清晰程度與清晰度相關(guān)的主要因素亮度對(duì)比度尺寸大小細(xì)微層次顏色飽和度降低亮度影響清晰度因素——1、亮度原圖降低對(duì)比度原圖影響清晰度因素——2、對(duì)比度縮小尺寸原圖影響清晰度因素——3、尺寸大小減少細(xì)微層次原圖影響清晰度因素——4、細(xì)微層次降低顏色飽和度原圖影響清晰度因素——5、顏色飽和度2.4像素間的一些基本關(guān)系相鄰像素：4鄰域8鄰域連通性4連通8連通距離相鄰像素——4鄰域4鄰域：像素p(x,y)的4個(gè)相鄰的像素

(x+1,y)；(x-1,y)；(x,y+1)；(x,y-1)

用N4(p)表示像素p的4鄰域相鄰像素——8鄰域8鄰域定義：像素p(x,y)的8鄰域是：

像素間的連通性連通性是描述區(qū)域和邊界的重要概念兩個(gè)像素連通的兩個(gè)必要條件是：兩個(gè)像素的位置是否相鄰兩個(gè)像素的灰度值是否滿足特定的相似性準(zhǔn)則（或者是否相等）4連通、8連通的定義像素的連通性——4連通對(duì)于具有值V的像素p和q，如果q在集合N4(p)中，則稱這兩個(gè)像素是4連通的像素的連通性——8連通對(duì)于具有值V的像素p和q，如果q在集合N8(p)中，則稱這兩個(gè)像素是8連通的像素的連通性——距離像素之間距離的定義歐氏距離定義D4距離（城市距離）定義D8距離（棋盤距離）定義像素之間距離的定義對(duì)于像素p、q和z，分別具有坐標(biāo)(x,y)，(s,t)和(u,v)，如果(1)D(p,q)≥0(D(p,q)=0，當(dāng)且僅當(dāng)p=q),(2)D(p,q)=D(q,p)(3)D(p,z)≤D(p,q)+D(q,z)則稱D是距離函數(shù)或度量歐式距離定義像素p(x,y)和q(s,t)間的歐式距離定義如下：?jiǎn)栴}：具有與(x,y)距離小于等于某個(gè)值r的像素是？D4距離（城市距離）像素p(x,y)和q(s,t)之間的D4距離定義為：?jiǎn)栴}：試寫(xiě)出以像素A為中心、3*3鄰域內(nèi)的D4距離值？5*5鄰域呢？D4距離舉例具有與(x,y)距離小于等于某個(gè)值r的那些像素形成一個(gè)菱形

例如，與點(diǎn)(x,y)（中心點(diǎn)）D4距離小于等于2的像素，形成右邊固定距離的輪廓具有D4=1的像素是

(x,y)的4鄰域D8距離（棋盤距離）像素p(x,y)和q(s,t)之間的D8距離定義為：?jiǎn)栴}：寫(xiě)出以像素A為中心、3*3鄰域內(nèi)的D8距離值？5*5鄰域？D8距離舉例具有與(x,y)距離小于等于某個(gè)值r的那些像素形成一個(gè)正方形

例如，與點(diǎn)(x,y)（中心點(diǎn)）D8距離小于等于2的像素，形成右邊固定距離的輪廓

具有D8=1的像素是

(x,y)的8鄰域873數(shù)字圖像處理及其研究?jī)?nèi)容圖像處理：對(duì)圖像進(jìn)行一系列的操作，以達(dá)到特定的應(yīng)用目標(biāo)模擬圖像處理利用光學(xué)、照相等方法對(duì)模擬圖像的處理數(shù)字圖像處理利用計(jì)算機(jī)算法對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行系列操作，以達(dá)到特定的應(yīng)用目標(biāo)883.1來(lái)源數(shù)字圖像處理起源于兩種主要應(yīng)用范圍：(1)改善人類做判斷用的圖像信息(2)處理自動(dòng)裝置感受的景物數(shù)據(jù)圖像分析圖像理解狹義處理高低抽象程度高層低層中層語(yǔ)義數(shù)據(jù)量操作對(duì)象小大符號(hào)象素目標(biāo)89低層數(shù)字圖像處理：對(duì)輸入圖像進(jìn)行變換，得到一幅輸出圖像如對(duì)輸入圖像進(jìn)行各種操作以改善圖像的視覺(jué)效果或者對(duì)其進(jìn)行壓縮編碼以減少所需要的存儲(chǔ)空間和傳輸時(shí)間等，降低對(duì)傳輸通道的要求狹義的處理90數(shù)字圖像的分析對(duì)圖像中感興趣的區(qū)域或目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量，從而建立對(duì)圖像目標(biāo)的描述，是一個(gè)從輸入圖像到數(shù)值或者符號(hào)的過(guò)程91圖像理解與模式識(shí)別在圖像分析的基礎(chǔ)上，利用人工智能和認(rèn)知理論，研究圖像中各目標(biāo)的性質(zhì)和它們之間的相互聯(lián)系，對(duì)圖像內(nèi)容的含義加以理解以及對(duì)原來(lái)客觀場(chǎng)景加以解釋，從而指導(dǎo)和規(guī)劃行動(dòng)92數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)處理算法不依賴于精度對(duì)于一幅圖像而言，數(shù)字化時(shí)不管是用4比特、8比特還是其它比特表示，只需改變計(jì)算機(jī)中程序的參數(shù)，處理方法不變。所以從原理上講不管對(duì)多高精度的數(shù)字圖像進(jìn)行處理都是可能的。而在模擬圖像處理中，要想使精度提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，就必須對(duì)裝置進(jìn)行大幅度改進(jìn)93數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)處理結(jié)果能準(zhǔn)確再現(xiàn)不管是什么數(shù)字圖像，均用數(shù)組或數(shù)組集合表示。在傳送和復(fù)制圖像時(shí)，只在計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行處理，這樣數(shù)據(jù)就不會(huì)丟失或遭破壞，保持了完好的再現(xiàn)性。而在模擬圖像處理過(guò)程中，就會(huì)因?yàn)楦鞣N干擾因素而無(wú)法保證圖像處理結(jié)果的準(zhǔn)確再現(xiàn)94數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)通用性、靈活性強(qiáng)對(duì)可見(jiàn)圖像和不可見(jiàn)光圖像（如X光圖像、熱紅外圖像和超聲波圖像等），盡管這些圖像生成體系中的設(shè)備規(guī)模和精度各不相同，但當(dāng)把這些圖像數(shù)字化后，都可同樣進(jìn)行處理，這就是數(shù)字處理圖像的通用性利用處理軟件可對(duì)圖像進(jìn)行各種各樣的處理，如上下滾動(dòng)、漫游、拼接、合成、變換、放大、縮小和各種邏輯運(yùn)算等，所以靈活性很高953.2圖像處理的研究實(shí)例主要研究?jī)?nèi)容圖像增強(qiáng)圖像恢復(fù)圖像編碼圖像分析模式識(shí)別圖像重建96圖像增強(qiáng)(1)97圖像增強(qiáng)(2)98圖像增強(qiáng)(3)圖像增強(qiáng)是改善供人觀看圖像主觀質(zhì)量主要技術(shù)：直方圖修正圖像平滑圖像銳化同態(tài)系統(tǒng)偽彩色技術(shù)

99圖像恢復(fù)(1)100圖像復(fù)原(2)圖像復(fù)原是尋找引起圖像質(zhì)量下降的原因，通過(guò)”逆向“操作，盡可能恢復(fù)圖像本來(lái)面目主要技術(shù)：復(fù)原的代數(shù)方法逆濾波最小二乘方濾波約束去卷積空間復(fù)原技術(shù)101圖像編碼在保真（無(wú)損）或限保真（有損）條件下對(duì)圖像進(jìn)行壓縮主要技術(shù)方法：PCM編碼統(tǒng)計(jì)編碼預(yù)測(cè)編碼變換編碼小波編碼分形編碼102圖像分析(1)人體染色體形狀分析103圖像分析(2)對(duì)輸入圖像的處理，產(chǎn)生已知圖像描述主要技術(shù)方法：分割描繪紋理分析形狀分析場(chǎng)景分析104模式識(shí)別計(jì)算機(jī)代替人類完成識(shí)別景物工作，就必須賦于它有近于人的視覺(jué)功能與識(shí)別能力。對(duì)人的視覺(jué)機(jī)理至今研究得十分不夠，完善的視覺(jué)模型尚未建立，因而，目前用圖像處理和識(shí)別技術(shù)來(lái)識(shí)別景物相對(duì)是較簡(jiǎn)單的。相關(guān)匹配、結(jié)構(gòu)匹配等是一些常用識(shí)別方法。各種知識(shí)基的專家系統(tǒng)應(yīng)用于識(shí)別復(fù)雜的景物，并已做出一些實(shí)用的系統(tǒng)105圖像重建(1)利用X射線、超聲波等手段取得物休的多幅來(lái)自不同角度的二維投影圖（它們反映了物體內(nèi)部情形），通過(guò)計(jì)算得出物體內(nèi)部圖像，這種技術(shù)就是投影重建。利用明暗、運(yùn)動(dòng)、體視等圖像信息恢復(fù)三維物體形狀則是三維信息恢復(fù)重建技術(shù)。106圖像重建(2)數(shù)字圖像處理的實(shí)例補(bǔ)充108ImageProcessingExamplesRestorationofimagefromHubbleSpaceTelescope(圖像復(fù)原)Source:IVPLNorthWesternUniversity,Chicago109ImageProcessingExamplesColorphotoenhancement(彩色照片增強(qiáng))Source:PictureProject1.5,2005NiconCorporationOriginalAutomaticEnhancement110ImageProcessingExamplesNoisereduction(噪聲去除)DegradedImageNoisereductionimageSource:JungwonLee,StanfordEE368classproject,Spring2000111ImageProcessingExamplesSpecialEffects(特殊效果)PhotoSimulatedcolorpencilsSimulatedoilpaintingSource:FengXiao,StanfordEE368classproject,Spring2000112ImageProcessingExamplesPseudocolorenhancementforsecurityscreening(偽彩增強(qiáng))Source:Gonzalez+Woodsbook,Fig6.24113ImageProcessingExamplesExtractionofsettlementareafromanaerialimage(居住區(qū)提取)Source:INRIA,Sophia-Antipoils,France114ImageProcessingExamplesEarthquakeAnalysisfromSpace(地震分析)Source:JPL,Pasadena,QUAKEFINDERprojectImageshowsthegrounddisplacementduetoLandersearthquakeinCA,