圖像處理介紹與應(yīng)用實例課件

數(shù)字圖像處理

第一章緒論參考書

R.C.Gonzalez,DigitalImageProcessing(數(shù)字圖像處理阮秋琦譯)K.R.Castleman,DigitalImageProcessing（數(shù)字圖像處理，朱志剛等譯）阮秋琦，數(shù)字圖像處理學(xué)主要內(nèi)容數(shù)字圖像處理的概念圖像處理的起源圖像處理技術(shù)分類數(shù)字圖像處理系統(tǒng)組成數(shù)字圖像處理主要內(nèi)容數(shù)字圖像處理應(yīng)用數(shù)字圖像處理發(fā)展方向數(shù)字圖像處理的概念什么是圖像？數(shù)字圖像處理的概念照片數(shù)字圖像處理的概念圖、畫二維條碼數(shù)字圖像處理的概念數(shù)學(xué)函數(shù)（仿真）圖數(shù)字圖像處理的概念紅外圖像(美國攻打阿富汗)CT圖像(肺與皮膚)不可見圖像數(shù)字圖像處理的概念數(shù)字圖像是指由被稱作像素的小塊區(qū)域組成的二維矩陣。將物理圖像行列劃分后，每個小塊區(qū)域稱為像素（pixel）。每個像素包括兩個屬性：位置和亮度（或色彩）。對灰度圖像而言，每個像素的亮度用一個數(shù)值（即灰度值）來表示，通常數(shù)值范圍在0到255之間，即可用一個字節(jié)來表示，0表示黑、255表示白，而其它表示灰度級別。什么是數(shù)字圖像數(shù)字圖像處理的概念數(shù)字圖像的特點信息量大 （計算量大，實時性難度大）冗余性（象素間相關(guān)性大—圖像壓縮的前提）頻帶寬視覺效果的主觀性大數(shù)字圖像處理的概念由于數(shù)字圖像處理是多學(xué)科交叉領(lǐng)域，因此充斥著相互矛盾和不準(zhǔn)確的定義。數(shù)字圖像處理：是指將一幅圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环鶊D像。數(shù)字圖像分析：是指將一幅圖像轉(zhuǎn)換為一種非圖像的表示。但數(shù)字圖像處理通常又包括數(shù)字圖像分析。計算機圖形學(xué)：用計算機將由概念或數(shù)學(xué)描述所表示的物體圖像（非實物）進行處理和顯示的過程。如機械圖、建筑圖等，動畫、虛擬現(xiàn)實等（可視化）。計算機視覺：基于圖像的測量技術(shù)；用計算機技術(shù)發(fā)展能夠理解自然景物的視覺系統(tǒng)。（輸出是參數(shù)或者描述）數(shù)字圖像處理術(shù)語圖像處理的起源最早應(yīng)用于20世紀(jì)20年代，報紙業(yè)

1921年電報打印機采用特殊字符在編碼紙帶打印。輸出設(shè)備從專用到通用再到專用。1922年兩次穿越大西洋，穿孔紙得到圖像檢測誤差。圖像通信系統(tǒng)信源編碼和信道編碼。1929年從倫敦到紐約15級色調(diào)通過電纜傳遞照片。從早期5級灰度到15級灰度?，F(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)、移動通信再次歷經(jīng)這個過程。圖像處理的起源60年代末，數(shù)字圖象處理形成一個比較完整的理論與技術(shù)體系，從而構(gòu)成了一門獨立的技術(shù)70年代，CT的發(fā)明，血球自動分類儀的商業(yè)化CT發(fā)明獲得1979年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。X射線1901年物理學(xué)獎。70年代以來迅猛發(fā)展。廣泛應(yīng)用于太空探索，遙感應(yīng)用，生物醫(yī)學(xué)工程工業(yè)應(yīng)用，軍事應(yīng)用等方面。圖像處理技術(shù)分類模擬圖像處理：光學(xué)、電信號處理，包括光學(xué)透鏡處理、照相、廣播電視等優(yōu)點—處理速度快，一般是實時處理缺點—精度低，抗干擾性差，靈活性差，沒有對圖像的理解能力和非線性處理能力，不易保存數(shù)字圖像處理：采用數(shù)字計算機對數(shù)字化形式的圖像進行處理優(yōu)點—精度高，處理內(nèi)容豐富，處理手段靈活缺點—計算量大，速度慢，且保持靜止圖像處理技術(shù)分類數(shù)字圖像處理功能分類

將一幅圖像變?yōu)榱硪环?jīng)過加工的圖像，是圖像到圖像的過程。（面向人）將一幅圖像轉(zhuǎn)化為一種非圖像的表示，如一個決策等。（面向機器）數(shù)字圖像處理系統(tǒng)組成圖像傳感器特殊圖像處理硬件計算機大規(guī)模存儲圖像顯示圖像處理軟件硬拷貝問題域網(wǎng)絡(luò)數(shù)字圖像處理內(nèi)容圖像增強—去除干擾；突出主要特征；提高圖像對比度。包括平滑（去噪）與銳化技術(shù)圖像復(fù)原—將降質(zhì)圖像（畸變、模糊）恢復(fù)到原真實圖像（逆問題，需要降質(zhì)模型）圖像壓縮編碼—（圖像傳輸與存儲需要）圖像分析—包括特征提取、圖像分割、圖像描述、圖像理解（模式識別）圖像重建—由多幅二維圖像恢復(fù)物體的三維結(jié)構(gòu)圖像變換（數(shù)學(xué)方法）

—離散付氏變換、余弦變換、沃爾什（哈達瑪）變換、K-L變換、小波變換等數(shù)字圖像處理應(yīng)用航天及遙感月球圖像火星圖像數(shù)字圖像處理應(yīng)用美洲的紅外線圖像數(shù)字圖像處理應(yīng)用工業(yè)檢測電路板；封裝丸劑；瓶裝液體；塑料中氣泡；谷物；目鏡攙雜物數(shù)字圖像處理應(yīng)用超聲波成像的例子不同角度的胎兒成像甲狀腺；受損肌肉層數(shù)字圖像處理應(yīng)用多器官偽彩顯示三維彩色CT技術(shù)數(shù)字圖像處理應(yīng)用（觀察角度變化）數(shù)字圖像處理應(yīng)用生物個體特征識別人臉臉部熱量圖指紋——幾種常見的生物個體特征數(shù)字圖像處理應(yīng)用手形手部血管分布

虹膜視網(wǎng)膜

簽名

聲音數(shù)字圖像處理應(yīng)用軍事偵察、高精度制導(dǎo)（夜視紅外傳感；智能火炮/圖像制導(dǎo)視頻跟蹤；毫米波成像）數(shù)字圖像處理應(yīng)用視頻跟蹤示例監(jiān)視目標(biāo)計算機攝像頭云臺數(shù)字圖像處理應(yīng)用通訊（圖像壓縮編碼；可視電話）其它

數(shù)字水印技術(shù)—指在數(shù)字化的數(shù)據(jù)內(nèi)容中嵌入不明顯的記號。被嵌入的記號通常是不可見或不可察的，但是通過一些計算操作可以被檢測或者被提取。水印與源數(shù)據(jù)（如圖象、音頻、視頻數(shù)據(jù)）緊密結(jié)合并隱藏其中，成為源數(shù)據(jù)不可分離的一部分，并可以經(jīng)歷一些不破壞源數(shù)據(jù)使用價值或商用價值的操作而保存下來。數(shù)字圖像處理應(yīng)用原始圖像加入水印后的圖像水印數(shù)字圖像處理應(yīng)用基于內(nèi)容的圖像檢索——在海量圖像（視頻）數(shù)據(jù)庫中，僅根據(jù)樣本圖像的內(nèi)容，完成查詢和檢索。樣本圖像數(shù)字圖像處理應(yīng)用系統(tǒng)界面示例數(shù)字圖像處理應(yīng)用基于視頻的車輛檢測——利用道路監(jiān)視用的視頻設(shè)備，獲得當(dāng)前時候通過某個監(jiān)視路段的車輛情況（車流量、車型及跟蹤）。背景提取數(shù)字圖像處理應(yīng)用判斷當(dāng)前幀目標(biāo)物的點和非目標(biāo)物的點對非目標(biāo)物的點進行更新背景更新數(shù)字圖像處理應(yīng)用

背景差

車輛預(yù)提取

車輛陰影部分車輛提取結(jié)果車輛提取數(shù)字圖像處理應(yīng)用對目標(biāo)物進行貼標(biāo)簽車輛標(biāo)識數(shù)字圖像處理應(yīng)用車輛跟蹤進入?yún)^(qū)跟蹤區(qū)檢測線離開區(qū)數(shù)字圖像處理技術(shù)發(fā)展方向

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