遙感數(shù)字圖像處理 第一章 緒論

遙感數(shù)字圖像處理郭寶云山東理工大學(xué)建筑工程學(xué)院測(cè)繪工程系講授內(nèi)容：總學(xué)時(shí)48，其中講授24學(xué)時(shí)，上機(jī)24學(xué)時(shí)。第一章導(dǎo)論2第二章遙感數(shù)字圖像處理的基本概念6(含實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí))第三章圖像變換2第四章圖像增強(qiáng)8(含實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí))第五章圖像復(fù)原6(含實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)) 第六章圖像編碼與壓縮2第七章圖像分割10(含實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí))第八章二值圖像處理與形狀分析2第九章影像紋理分析2第十章數(shù)字圖像處理軟件的應(yīng)用8(含實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí))考核方式本課程的考核分為平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)、期末考試成績(jī)兩大部分，其中期末考試為閉卷筆試?？偝煽?jī)按以下公式計(jì)算：

總成績(jī)＝平時(shí)成績(jī)×10%＋實(shí)驗(yàn)成績(jī)×30%+期末成績(jī)×60%第一章緒論講解內(nèi)容1.課程性質(zhì)、教學(xué)計(jì)劃和要求簡(jiǎn)介；2.數(shù)字圖像處理的基本概念、主要內(nèi)容、系統(tǒng)組成、特點(diǎn)及其應(yīng)用目的1.要求了解數(shù)字圖像處理的主要內(nèi)容及相關(guān)知識(shí)，熟悉數(shù)字圖像處理與其他學(xué)科的關(guān)系；2.重點(diǎn)掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、系統(tǒng)組成、特點(diǎn)及應(yīng)用。第一章緒論1.1何謂數(shù)字圖像處理

1.1.1圖像的概念

圖像是對(duì)客觀存在的物體的一種相似性的、生動(dòng)的寫(xiě)真或描述。1.1.2圖像的類(lèi)別物體圖像數(shù)學(xué)函數(shù)不可見(jiàn)的物理圖像可見(jiàn)的圖像光圖像照片、圖與畫(huà)可見(jiàn)光成像和不可見(jiàn)光成像

400nm700nm紫外光紅外光546.1nm435.8nm780nm單波段、多波段和超波段圖像彩色與非彩色圖像光與色三種典型地物的波譜反射特性消色體與有色體模擬圖像和數(shù)字圖像

1)模擬圖像模擬圖像可用連續(xù)函數(shù)來(lái)描述。

其特點(diǎn)：光照位置和光照強(qiáng)度均為連續(xù)變化的。2)數(shù)字圖像可用矩陣或數(shù)組來(lái)描述像素或像元的屬性：空間位置和灰度。1.1.3圖像處理的概念

圖像處理

模擬圖像處理數(shù)字圖像處理1.2數(shù)字圖像處理學(xué)的內(nèi)容和與其它相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

1.2.1圖像處理的內(nèi)容

它是研究圖像的獲取、傳輸、存儲(chǔ)，變換、顯示、理解與綜合利用的一門(mén)嶄新學(xué)科。根據(jù)抽象程度不同可分為三個(gè)層次：狹義圖像處理、圖像分析和圖像理解。如圖1.2.1所示。

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)具體而言，數(shù)字圖像處理的內(nèi)容包括：?圖像的數(shù)字化

?圖像變換圖像變換目的在于：處理問(wèn)題簡(jiǎn)化、有利于特征提取、加強(qiáng)對(duì)圖像信息的理解。圖像變換算法很多，重點(diǎn)學(xué)習(xí)傅立葉變換的算法、性質(zhì)和應(yīng)用。如何由一幅模擬圖像獲取一幅滿(mǎn)足需求的數(shù)字圖像，使圖像便于計(jì)算機(jī)處理、分析。?圖像增強(qiáng)

?圖像的恢復(fù)與重建介紹各種增強(qiáng)方法及其應(yīng)用。增強(qiáng)圖像的有用信息，消弱噪聲的干擾。把退化、模糊了的圖像復(fù)原.包括圖像輻射校正和幾何校正等內(nèi)容。由斷層掃描重建二、三維圖像。?圖像編碼簡(jiǎn)化圖像的表示，壓縮圖像的數(shù)據(jù)，便于存儲(chǔ)和傳輸。

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圖像分割圖像分割是指將一幅圖像劃分為互不重疊的區(qū)域的處理。重點(diǎn)介紹圖像分割的方法及其應(yīng)用。?二值圖像處理與形狀分析介紹二值圖像的幾何概念、二值圖像連接成分的各種變形算法和二值圖像特征提取與分析的各種方法。檢測(cè)或去掉小成分骨架提取邊界提取?紋理分析

主要介紹影像紋理的概念、特征提取與分析的一些方法與應(yīng)用。?圖像識(shí)別對(duì)圖像中的不同對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)、描述和解譯。1.2.2與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

它與模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等學(xué)科既相互聯(lián)系又相互區(qū)別。圖像理解描述狹義處理計(jì)算機(jī)圖形學(xué)圖像理解客觀世界圖像(人)計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像符號(hào)新技術(shù)新工具

新理論模式識(shí)別圖像分析(轉(zhuǎn)換)1.3數(shù)字圖像處理系統(tǒng)概述

數(shù)字圖像處理系統(tǒng)由硬件和軟件組成。采集顯示存儲(chǔ)通信主機(jī)圖像處理軟件

獲取數(shù)字圖像的設(shè)備即采集裝置。掃描儀數(shù)碼照相機(jī)數(shù)碼攝像機(jī)

1.3.1圖像采集模塊采集裝置都包括下面兩個(gè)部件：光敏感器件模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置1.3.2圖像顯示模塊圖像顯示的主要形式：軟拷貝形式硬拷貝形式常用硬盤(pán)、軟盤(pán)、U盤(pán)、活動(dòng)硬盤(pán)、光盤(pán)、磁帶等

在海量圖像存儲(chǔ)備份系統(tǒng)中，采用磁盤(pán)陣列、磁帶庫(kù)、光盤(pán)塔等存儲(chǔ)設(shè)備。1.3.3圖像存儲(chǔ)模塊1.3.4圖像通信模塊圖像通信就是把圖像傳送到遠(yuǎn)方終端。按傳輸圖像種類(lèi)分為靜止圖像通信，如電報(bào)、傳真和圖文電視等活動(dòng)圖像通信，如電視、可視電話等。1.3.5主機(jī)以微機(jī)或工作站為主，配以圖像卡和外設(shè)構(gòu)成微型圖像處理系統(tǒng)采用大型機(jī)1.3.6圖像處理軟件由系統(tǒng)管理、圖像數(shù)據(jù)管理和圖像處理模塊三部分組成。1.4.1數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)?精度高對(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)。?再現(xiàn)性好不管是什么數(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)法保持圖像的再現(xiàn)性。1.4數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)及其應(yīng)用

?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，對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，都可同樣進(jìn)行處理，這就是數(shù)字處理圖像的通用性。另外，改變處理圖像的計(jì)算機(jī)程序，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。

1.4.2數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字處理圖像在生物醫(yī)學(xué)、遙感、工業(yè)、軍事、通信、公安等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。生物醫(yī)學(xué)：利用電磁波譜成像分析系統(tǒng)診斷病情。如顯微鏡圖像分析，DNA成像分析等；CT及核磁共振、超聲波、X射線成像分析等。如三維測(cè)量可視化軟件系統(tǒng)可對(duì)各類(lèi)醫(yī)學(xué)斷層圖像進(jìn)行分析處理，提供診斷依據(jù)。遙感：農(nóng)、林等資源的調(diào)查，農(nóng)