《數(shù)字圖像處理》緒論-課件

數(shù)字圖像處理

數(shù)字圖像處理1第1章緒論

本章要點(diǎn)

數(shù)字圖像處理的概念數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例數(shù)字圖像處理的基本步驟數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成第1章緒論

本章要點(diǎn)數(shù)字圖像處理的概念2精品資料精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒(méi)有總結(jié)一節(jié)課的重點(diǎn)的難點(diǎn)，你是否會(huì)認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽(yáng)曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒(méi)有學(xué)問(wèn)無(wú)顏見(jiàn)爹娘……”“太陽(yáng)當(dāng)空照，花兒對(duì)我笑，小鳥(niǎo)說(shuō)早早早……”《數(shù)字圖像處理》緒論--ppt課件4第1章緒論

數(shù)字圖像處理的概念圖像的定義一幅圖像是一種代表另一個(gè)客體（或?qū)ο螅┑囊环N寫真或模擬，是一種生動(dòng)的、圖形化的描述。也就是說(shuō)，圖像是一種代表客觀世界中另一物體的、生動(dòng)的圖形表達(dá)，它包含了描述其所代表的物體的信息。圖像分類借助集合（凡具有某種特定性質(zhì)的對(duì)象的總合稱之為集合）的概念，圖像可根據(jù)其生成方法或存在形式分成若干類。所有圖像的總體可以看作客觀世界的一部分，或者叫做客觀世界的一個(gè)子集，而圖像本身又可進(jìn)一步劃分為若干子集（若干類）。圖像的各子集中，最重要的一個(gè)子集是可見(jiàn)圖像子集。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的概念圖像的定義5

可見(jiàn)圖像子集包含了全部人眼可見(jiàn)的圖像，其中不僅包括了客觀存在的光學(xué)圖像，而且也包括了人類用各種不同的方法人工生成的圖像，即照片、圖形與繪畫。各種可測(cè)到的（客觀存在的）物理特征量的空間分布，構(gòu)成一大類圖象，稱為物理圖像。這些物理特征量是多種多樣的，它既可以包括各種波長(zhǎng)的電磁波強(qiáng)度的空間分布不同所構(gòu)成的圖像，也包括如溫度分布、壓力分布、高度分布、人口密度分布等等所構(gòu)成的圖像?？梢?jiàn)光學(xué)圖像只是電磁波場(chǎng)圖象中的一個(gè)子集。其余各種物理圖像（均是人眼不可見(jiàn)的）構(gòu)成了不可見(jiàn)物理圖像子集。還應(yīng)注意到，同一個(gè)空間點(diǎn)，可以具有多個(gè)物理特征。因此，同一對(duì)象可以有多幅圖像。例如彩照（或彩色電視圖像），就是每一點(diǎn)均在紅、綠、藍(lán)三個(gè)波段上有不同強(qiáng)度分布的三幅圖像的合成?？梢?jiàn)圖像子集包含了全部人眼可見(jiàn)的圖像，其中不僅包括了6

實(shí)際上，對(duì)任一個(gè)空間點(diǎn)，在該點(diǎn)可測(cè)到的物理特征都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3，但這些特征中絕大部分是人眼不可見(jiàn)的。因此，任一對(duì)象都存在著大量的圖像。圖像的另一個(gè)子集是抽象的數(shù)學(xué)圖像，即用數(shù)學(xué)函數(shù)代表的圖像，它包括了連續(xù)型與離散型（即數(shù)字圖像）兩大類。在所有各類圖像中，只有數(shù)字圖像是可以用數(shù)字計(jì)算機(jī)直接處理的圖像。計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)主要研究數(shù)字圖像的處理。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的概念實(shí)際上，對(duì)任一個(gè)空間點(diǎn)，在該點(diǎn)可測(cè)到的物理特征都遠(yuǎn)遠(yuǎn)7第1章緒論

數(shù)字圖像處理的概念圖像的數(shù)學(xué)表式一幅圖像可以被看成是空間各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)上強(qiáng)度的集合。它的數(shù)學(xué)表達(dá)式的一般形式為：其中，x、y、z是空間坐標(biāo)，

是波長(zhǎng)，t是時(shí)間，I是圖像點(diǎn)的光強(qiáng)度。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的概念圖像的數(shù)學(xué)表式8

在數(shù)字圖像處理中，一幅圖像可看成是由像素矩陣中的像素（pixel）組成的，每個(gè)像素的灰度級(jí)至少要用6bit（單色圖像）來(lái)表示，一般采用8bit（彩色圖像），高精度的可用12bit或16bit。一般分辨率的圖像像素?cái)?shù)為256×256、512×512，高分辨率圖像像素?cái)?shù)可達(dá)1024×1024或2048×2048。例如：256×256×8=64kb512×512×8=256kb1024×1024×8=lMb2048×2048×8=4Mb

一幅X射線照片一般用64～256kb的數(shù)據(jù)量，一幅遙感圖像3240×2340×4≈30Mb，大數(shù)據(jù)量給存儲(chǔ)、傳輸和處理都帶來(lái)巨大的困難。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的概念在數(shù)字圖像處理中，一幅圖像可看成是由像素矩陣中的像素9第1章緒論

數(shù)字圖像處理的概念圖像處理涉及的相關(guān)領(lǐng)域低級(jí)處理：輸入輸出均為圖像（如圖像縮放、圖像平滑）中級(jí)處理：輸入圖像，輸出提取的特征（如區(qū)域分割、邊界檢測(cè)）高級(jí)處理：理解識(shí)別的圖像(如無(wú)人駕駛，自動(dòng)機(jī)器人)

數(shù)字圖像處理包括輸入和輸出均是圖像的處理，同時(shí)也包括從圖中提取特征及識(shí)別特定物體的處理。文本識(shí)別的例子第1章緒論

數(shù)字圖像處理的概念圖像處理涉及的相關(guān)領(lǐng)10第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展1.20世紀(jì)20年代第一次通過(guò)海底電纜傳輸圖像

1921年用電報(bào)打印機(jī)采用特殊字符在編碼紙帶中產(chǎn)生的圖像1922年在信號(hào)兩次穿越大西洋后，從穿孔紙帶得到的數(shù)字圖像第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展1.20世紀(jì)211第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展

1929年從倫敦到紐約用15級(jí)灰度設(shè)備傳送的照片第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展192912第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展2.20世紀(jì)60年代早期第一臺(tái)執(zhí)行有意義的圖像處理任務(wù)的大型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的發(fā)展，空間項(xiàng)目開(kāi)發(fā)利用計(jì)算機(jī)改善空間探測(cè)器發(fā)回的圖像工作美國(guó)航天器傳送的第一張?jiān)虑蛘掌?，“旅行?號(hào)”衛(wèi)星1964年7月31日9點(diǎn)09分（東部白天時(shí)間）在光線影響月球表面17分鐘前攝取的圖像第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展2.20世紀(jì)613第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展3.20世紀(jì)60年代末、70年代初開(kāi)始用于醫(yī)學(xué)圖像、地球遙感、天文學(xué)等領(lǐng)域計(jì)算機(jī)軸向斷層術(shù)(CAT,CT)獲諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)

胸部X射線圖像頭部CT圖像第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展3.20世紀(jì)614第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展4.至今廣泛用于工業(yè)、醫(yī)學(xué)、生物科學(xué)、地理學(xué)、考古學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域5.利用圖像處理技術(shù)幫助解決機(jī)器感知問(wèn)題

第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展4.至今廣泛15數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的發(fā)展方向

在該領(lǐng)域中需進(jìn)一步研究的問(wèn)題，不外乎如下五個(gè)方面：

l）在進(jìn)一步提高精度的同時(shí)著重解決處理速度問(wèn)題。如在航天遙感、氣象云圖處理方面，巨大的數(shù)據(jù)量和處理速度仍然是主要矛盾之一;2）加強(qiáng)軟件研究、開(kāi)發(fā)新的處理方法，特別要注意移植和借鑒其他學(xué)科的技術(shù)和研究成果，創(chuàng)造新的處理方法；

3）加強(qiáng)邊緣學(xué)科的研究工作，促進(jìn)圖像處理技術(shù)的發(fā)展。如：人的視覺(jué)特性、心理學(xué)特性等的研究如果有所突破，將對(duì)圖像處理技術(shù)的發(fā)展起到極大的促進(jìn)作用；

4）加強(qiáng)理論研究，逐步形成圖像處理科學(xué)自身的理論體系；

5）時(shí)刻注意圖像處理領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。圖像的信息量大、數(shù)據(jù)量大，因而圖像信息的建庫(kù)、檢索和交流是一個(gè)極嚴(yán)重的問(wèn)題。就現(xiàn)有的情況看，軟件、硬件種類繁多，交流和使用極為不便，這成了資源共享的嚴(yán)重障礙。應(yīng)及早建立圖像信息庫(kù)，統(tǒng)一存放格式，建立標(biāo)準(zhǔn)子程序，統(tǒng)一檢索方法。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的發(fā)展方向在該領(lǐng)域中需進(jìn)一步研究的問(wèn)16第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展圖像處理技術(shù)未來(lái)發(fā)展大致可歸納為如下四點(diǎn)：

1）圖像處理的發(fā)展將向著高速、高分辨率、立體化、多媒體化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。圍繞著HDTV（高清晰度電視）的研制將開(kāi)展實(shí)時(shí)圖像處理的理論及技術(shù)研究。其中包括：提高硬件速度、提高分辨率、三維圖像化、多媒體化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化；

2）圖像、圖形相結(jié)合朝著三維成像或多維成像的方向發(fā)展；

3）硬件芯片研究；

4）新理論與新算法研究在圖像處理領(lǐng)域近年來(lái)引入了－些新的理論并提出了－些新的算法，如：Wavelet、Fractal、Morphology、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其中Fractal廣泛用于圖像處理、圖形處理、紋理分析，同時(shí)還可以用于數(shù)學(xué)、物理、生物、神經(jīng)和音樂(lè)等方面，有人認(rèn)為Fractal把雜亂無(wú)章、隨意性很強(qiáng)的事物能用數(shù)學(xué)方法加以規(guī)范和描述，它在分析和描繪自然現(xiàn)象上具有獨(dú)到之處。這些理論在未來(lái)圖像處理理論與技術(shù)上的作用應(yīng)給予充分的注意，并積極地加以研究。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展圖像處理技術(shù)未來(lái)17第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例數(shù)字圖像處理應(yīng)用

圖像處理技術(shù)發(fā)展到今天，許多技術(shù)已日趨成熟。在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用取得了巨大的成功和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。如在工程領(lǐng)域、工業(yè)生產(chǎn)、軍事、醫(yī)學(xué)以及科學(xué)研究中的應(yīng)用已十分普遍。通過(guò)分析資源衛(wèi)星得到的照片可以獲得地下礦藏資源的分布及埋藏量；利用紅外線、微波遙感技術(shù)可偵查到隱蔽的軍事設(shè)施；X射線CT已廣泛應(yīng)用于臨床診斷，由于它可得到人體內(nèi)部器官的斷層圖像，因此，可準(zhǔn)確地確定病灶位置，為診斷和治療疾病帶來(lái)了極大的方便。至于在工業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)自動(dòng)化及產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中更是大有可為。在安全保障及監(jiān)控方面圖像處理技術(shù)更是不可缺少的基本技術(shù)。至于在通信及多媒體技術(shù)中圖像處理更是重要的關(guān)鍵技術(shù)。因此，圖像處理技術(shù)在國(guó)計(jì)民生中的重要意義是顯而易見(jiàn)的。正因?yàn)槿绱?，圖像的理理論和技術(shù)受到了各界的廣泛重視，科學(xué)工作者經(jīng)過(guò)不懈的努力，已取得了令人矚目的成就，并正在向更加深人及更高的層次發(fā)展。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例數(shù)字圖像處理應(yīng)用18第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例具體應(yīng)用領(lǐng)域可粗略概括如下：物理、化學(xué):結(jié)晶分析、譜分析；生物、醫(yī)學(xué):染色體分類、血球分類、X射線照片分析、CT；環(huán)境保護(hù):水質(zhì)及大氣污染調(diào)查；地質(zhì):資源勘探、地圖繪制、GIS；農(nóng)林:植被分布調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)；海洋:魚(yú)群探查、海洋污染監(jiān)測(cè)；水利:河流分布、水利及水害調(diào)查；氣象:云圖分析等；通信:傳真、電視、多媒體通信；工業(yè)——交通:工業(yè)探傷、鐵路選線、機(jī)器人、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)；經(jīng)濟(jì):電子商務(wù)、身份認(rèn)證、防偽；軍事:軍事偵察、導(dǎo)彈制導(dǎo)、電子抄盤、軍事訓(xùn)練等；法律:指紋識(shí)別等；第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例具體應(yīng)用領(lǐng)域可粗19第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用的典型例子有：（1）遙感：在遙感應(yīng)用中，我們可以看到大量的與圖像處理密切相關(guān)的技術(shù)。從世界上出現(xiàn)第一幅照片(1839年）、意大利人乘飛機(jī)拍攝了第一張照片(1909年）、前蘇聯(lián)（1957年）及美國(guó)（1958年）發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星等都為遙感技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1962年國(guó)際上正式使用遙感一詞（RemoteSensing）。此后，美國(guó)相繼發(fā)射多顆陸地資源探測(cè)衛(wèi)星（1972年，地面分辨率59m×79m；1978年，分辨率40m×40m；1982年，分辨率30m×30m，在這顆衛(wèi)星上配置了GPS系統(tǒng)，定位精度在地心坐標(biāo)系中為10m）。遙感圖像處理的用處越來(lái)越大，效率及分辨率也越來(lái)越高。如：土地測(cè)繪、資源調(diào)查、氣象監(jiān)測(cè)，環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物估產(chǎn)、軍事偵察等。當(dāng)前，在遙感圖像處理中主要解決數(shù)據(jù)量大和處理速度慢的矛盾。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用的典型例子有20（2）醫(yī)學(xué)：圖像處理在醫(yī)學(xué)界的應(yīng)用非常廣泛，無(wú)論是在臨床診斷還是病理研究都大量采用圖像處理技術(shù)。它的直觀、無(wú)創(chuàng)傷、安全方便的優(yōu)點(diǎn)受到普遍的歡迎與接受。其主要應(yīng)用如X射線照片的分析，血球計(jì)數(shù)與染色體分類等。目前廣泛應(yīng)用于臨床診斷和治療的各種成像技術(shù)，如超聲波診斷等都用到圖像處理技術(shù)。有人認(rèn)為計(jì)算機(jī)圖像處理在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用最成功的例子就是X射線CT（X-rayComputedTomography）。1968-1972年英國(guó)的EMI公司的Hounsfeld研制了頭部CT，1975年又研制了全身CT。其中主要研制者Hounsfeld（英）和Commack(美）獲得了1979年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。類似的設(shè)備目前已有多種，如核磁共振CT（NMRI，NuclearMagneticResonanceImaging），電阻抗斷層圖像技術(shù)（EIT，ElectricalImpedanceTomography）和阻抗成像（ImpedanceImaging），這是一種利用人體組織的電特性（阻抗、導(dǎo)納、介電常數(shù)）形成人體內(nèi)部圖像的技術(shù)。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例（2）醫(yī)學(xué)：圖像處理在醫(yī)學(xué)界的應(yīng)用非常廣泛，無(wú)論是在臨床診斷21第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例（3）通信①電視廣播：?jiǎn)紊娨晱V播1925年在英國(guó)實(shí)現(xiàn)。1936年BBC開(kāi)始電視廣播。目前出現(xiàn)的彩色電視有三種制式，即NTSC（美國(guó)、日本等）、PAL（中國(guó)、西歐、非洲等）和SECAM（法國(guó)、俄羅斯等）。

②可視電話和會(huì)議電視：1964年美國(guó)國(guó)際博覽會(huì)展出了Picture-phoneMOD-I可視電話系統(tǒng)，帶寬為1MHz，目前的可視電話/會(huì)議電視均采用數(shù)字壓縮技術(shù)，也出現(xiàn)了相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。如：圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)H.261、H.263等，會(huì)議電視的H.230標(biāo)準(zhǔn)，在專用通信網(wǎng)中用PCM一次群傳輸，速率為2048kb/s。桌面型系統(tǒng)遵循H.323標(biāo)準(zhǔn)。③傳真：是把文字、圖表、照片等靜止圖像通過(guò)光電掃描的方式變成電信號(hào)加以傳送的設(shè)備。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，傳真技術(shù)不斷進(jìn)步，現(xiàn)在已有僅數(shù)秒鐘就可傳送一幅A4文件的傳真機(jī)，分辨率高達(dá)16點(diǎn)／毫米。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例（3）通信22④圖文電視和可視圖文：圖文電視（Teletext）和可視圖文（Videotext）是提供可視圖形文字信息的通信方式，圖文電視是單向傳送信息，它是在電視信號(hào)消隱期發(fā)送圖文信息，用戶可用電視機(jī)和專用終端收看該信息；可視圖文是雙向工作方式，用戶可用電話向信息中心提出服務(wù)內(nèi)容或從數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇信息。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例④圖文電視和可視圖文：圖文電視（Teletext）和可視圖文23第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例

根據(jù)信息源分類（電磁波譜）

根據(jù)光子能量排布的電磁波譜第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例根據(jù)光子能量排布24第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例Gamma射線骨骼掃描PET圖像天鵝星座環(huán)來(lái)自反應(yīng)器電子管的伽馬輻射第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例Gamma射線25第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例X射線

（a）胸部X射線圖像（b）主動(dòng)脈造影圖像（c）頭部CT（d）電路板（e）天鵝星座環(huán)第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例X射線（a）胸26第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例紫外線成像

(a)普通谷物(b)被真菌感染的谷物(c)天鵝星座環(huán)第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例紫外線成像(a)27第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅外波段成像

第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅外波段28第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅外波段成像

利用可見(jiàn)光顯微鏡獲取的圖像(a)紫杉酚250倍(b)膽固醇40倍(c)微處理器60倍(d)鎳氧化物薄片600倍(e)音樂(lè)CD表面1750倍(f)有機(jī)超導(dǎo)450倍第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅外波段29第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅外波段成像華盛頓地區(qū)的衛(wèi)星圖像第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅外波段30第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例

第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例31第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例

第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例32第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例

第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例33第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅外波段成像

颶風(fēng)圖像第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅外波段34第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅外波段成像

美洲的紅外衛(wèi)星圖像第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅美洲的35第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅外波段成像

利用圖像處理技術(shù)檢測(cè)產(chǎn)品(a)電路板(b)封裝的丸劑(c)瓶子(d)清潔塑料上的氣泡(e)谷物(f)摻雜物的目鏡圖像第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅利用圖36第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅外波段成像

(a)指紋(b)紙幣(c)牌照自動(dòng)識(shí)別第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn)光與紅(a)37覆蓋薄保暖秋衣（可見(jiàn)光）半紅外攝影可見(jiàn)光原圖紅外攝影覆蓋薄保暖秋衣（可見(jiàn)光）半紅外攝影可見(jiàn)光原圖紅外攝影38第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例微波段成像（雷達(dá)）不受氣候、光照條件影響，可以穿透云層，通過(guò)植被、冰層和極干燥地區(qū)西藏東南山區(qū)航天器拍攝的雷達(dá)圖像第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例微波段成像（39第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例

第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例40第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例41第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例無(wú)線電波成像

(a)膝蓋(b)脊椎磁共振成像(MRI)第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例無(wú)線電波成像42第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例其他圖像成像方式聲波成像

地震模型橫截面圖像，箭頭指示碳?xì)浠衔?油、氣)帶第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例其他圖像成像方式43第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例其他圖像成像方式超聲波成像

(a)胎兒(b)胎兒另一側(cè)(c)甲狀腺(d)肌肉層有損害第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例其他圖像成像方式44第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例其他圖像成像方式電子顯微鏡成像

(a)過(guò)熱損壞的鎢絲250倍(b)損壞的集成電路2500倍第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例其他圖像成像方式45第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例其他圖像成像方式計(jì)算機(jī)合成(a)和(b)分形圖像(c)和(d)從顯示物體的三維計(jì)算機(jī)模型產(chǎn)生的圖像第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例其他圖像成像方式46天津復(fù)康路三維實(shí)景虛擬第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例天津復(fù)康路三維實(shí)景虛擬第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)47計(jì)算機(jī)合成圖像計(jì)算機(jī)合成圖像48第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例第1章緒論

數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例49第1章緒論

數(shù)字圖像處理的基本步驟第1章緒論

數(shù)字圖像處理的基本步驟50第1章緒論

數(shù)字圖像處理的基本步驟─圖像獲取、表示和表現(xiàn)ImageAcquisitionImage,RepresentationandPresentation─圖像增強(qiáng)ImageEnhancement

圖像增強(qiáng)是對(duì)圖像質(zhì)量在一般意義上的改善。

─圖像復(fù)原ImageRestoration

復(fù)原技術(shù)是已知圖像品質(zhì)下降的原因時(shí)，對(duì)圖像進(jìn)行校正。

─圖像分割I(lǐng)mageSegmentation

把圖像分成區(qū)域的過(guò)程就是圖像分割。

─圖像壓縮ImageCompression

－彩色圖像處理ColorImageProcessing─圖像形態(tài)學(xué)MorphologicalProcessing

提取圖像的形態(tài)分量第1章緒論

數(shù)字圖像處理的基本步驟─圖像獲取、表51第1章緒論

數(shù)字圖像處理的基本步驟

數(shù)字圖像處理概括地說(shuō)主要包括如下幾項(xiàng)內(nèi)容：幾何處理（Geometrical

Processing），算術(shù)處理（ArithmeticProcessing），圖像增強(qiáng)（ImageEnhancement），圖像復(fù)原（ImageRestoration），圖像重建（ImageReconstruction），圖像編碼(ImageEncoding），圖像識(shí)別（ImageRecognition），圖像理解（lmageUnderstanding）。（1）幾何處理幾何處理主要包括坐標(biāo)變換，圖像的放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)，多個(gè)圖像配準(zhǔn)，全景畸變校正，扭曲校正，周長(zhǎng)、面積、體積計(jì)算等。第1章緒論

數(shù)字圖像處理的基本步驟數(shù)字圖像處52

（2）算術(shù)處理算術(shù)處理主要對(duì)圖像施以＋、－、×、÷等運(yùn)算，雖然該處理主要針對(duì)像素點(diǎn)的處理，但非常有用，如醫(yī)學(xué)圖像的減影處理就有顯著的效果。（3）圖像增強(qiáng)圖像增強(qiáng)處理主要是突出圖像中感興趣的信息，而減弱或去除不需要的信息，從而使有用信息得到加強(qiáng)，便于區(qū)分或解釋。主要方法有直方圖增強(qiáng)、偽彩色增強(qiáng)法、灰度窗口等技術(shù)。（4）圖像復(fù)原圖像復(fù)原處理的主要目的是去除干擾和模糊，恢復(fù)圖像的本來(lái)面目。典型的例子如去噪就屬于復(fù)原處理。圖像噪聲包括隨機(jī)噪聲和相干噪聲，隨機(jī)噪聲干擾表現(xiàn)為麻點(diǎn)干擾，相干噪聲表現(xiàn)為網(wǎng)紋干擾。去模糊也是復(fù)原處理的任務(wù)。這些模糊來(lái)自透鏡散焦，相對(duì)運(yùn)動(dòng)，大氣湍流，以及云層遮擋等。維納濾波、逆濾波、同態(tài)濾波等方法加以去除。（2）算術(shù)處理53（5）圖像重建幾何處理、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原都是從圖像到圖像的處理，即輸入的原始數(shù)據(jù)是圖像，處理后輸出的也是圖像，而重建處理則是從數(shù)據(jù)到圖像的處理。也就是說(shuō)輸入的是某種數(shù)據(jù)，而處理結(jié)果得到的是圖像。該處理的典型應(yīng)用就是CT技術(shù)。CT技術(shù)發(fā)明于1972年，早期為X射線（X-ray）CT，后來(lái)發(fā)展的有ECT、超聲CT、核磁共振（NMR）等。圖像重建的主要算法有代數(shù)法、迭代法、傅里葉反投影法、卷積反投影法等，其中以卷積反投影法運(yùn)用最為廣泛，因?yàn)樗倪\(yùn)算量小、速度快。值得注意的是三維重建算法發(fā)展得很快，而且由于與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相結(jié)合，把多個(gè)二維圖像合成三維圖像，并加以光照模型和各種渲染技術(shù)，能生成各種具有強(qiáng)烈真實(shí)感及純凈的高質(zhì)量圖像。三維重建技術(shù)也是當(dāng)今頗為熱門的虛擬現(xiàn)實(shí)和科學(xué)可視化技術(shù)的基礎(chǔ)。（5）圖像重建54（6）圖像編碼圖像編碼研究屬于信息論中信源編碼范疇，其主要宗旨是利用圖像信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性及人類視覺(jué)的生理學(xué)及心理學(xué)特性對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行高效編碼，即研究數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，以解決數(shù)據(jù)量大的矛盾。一般來(lái)說(shuō)，圖像編碼的目的有三個(gè)：①減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量；②降低數(shù)據(jù)率以減少傳輸帶寬；③壓縮信息量，便于特征抽取，為識(shí)別作準(zhǔn)備。就編碼而言，以去除冗余為基礎(chǔ)的編碼方法稱為第一代編碼。如：PCM、DPCM?！鱉、亞取樣編碼法；變換編碼中的DFT、DCT、Walsh-Hadamard變換等方法以及以此為基礎(chǔ)的混合編碼法均屬于經(jīng)典的第一代編碼法。而第二代編碼方法多是20世紀(jì)80年代以后提出的新的編碼方法，如金字塔編碼法，F(xiàn)ractal編碼、基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的編碼方法、小波變換編碼法、模型基編碼法等，現(xiàn)代編碼法的特點(diǎn)是：①充分考慮人的視覺(jué)特性；②恰當(dāng)?shù)乜紤]對(duì)圖像信號(hào)的分解與表述；③采用圖像的合成與識(shí)別方案壓縮數(shù)據(jù)率。（6）圖像編碼55（7）模式識(shí)別模式識(shí)別是數(shù)字圖像處理的又一研究領(lǐng)域。當(dāng)今，模式識(shí)別方法大致有三種，即：統(tǒng)計(jì)識(shí)別法、句法結(jié)構(gòu)模式識(shí)別法、模糊識(shí)別法。統(tǒng)計(jì)識(shí)別法側(cè)重于特征，句法結(jié)構(gòu)識(shí)別側(cè)重于結(jié)構(gòu)和基元，模糊識(shí)別法是把模糊數(shù)學(xué)的一些概念和理論用于識(shí)別處理。在模糊識(shí)別處理中充分考慮人的主觀概率，同時(shí)也考慮了人的非邏輯思維方法及人的生理、心理反映，這一獨(dú)特性的識(shí)別方法目前正