图像处理引言及数字化12.ppt
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1、数 字 图 像 处 理,计算机学院 吕建平,2019年6月20日,数字图像处理,2,第一章 引言,“数字图像处理”是一门选修课,同学们对此有先试听而后选择的习惯,此外,每逢新课,大家都关心这门课: i. 讲什么内容; ii. 学了有什么用; iii. 需要哪些基础知识。 考虑到这些因素,希望通过“数字图像处理”引言的讲述,使同学们对数字图像处理技术有一个概貌性了解,引起大家学习这门课的兴趣。,2019年6月20日,数字图像处理,3,第一章 引言,1. 图像 图像是自然界景物的客观反映。 图像的种类很多,但就人眼中图像的形成以及人眼对亮度的适应和鉴别能力而言,可以用统一的一个数学表达式来表示图像
2、: 图像模型,即图像的亮度函数: f(x,y) 其中:(x,y)是图像的位置坐标。 即:一幅图像中任一点的亮度值是位置变量(x,y)的函数,位置不同,亮度亦不同。,2019年6月20日,数字图像处理,4,第一章 引言,图1.1 自然景物像图 1.2 胸部X光片图像,2019年6月20日,数字图像处理,5,第一章 引言,图1.3 红外热像仪检测的手,2019年6月20日,数字图像处理,6,第一章 引言,2数字图像 即指在位置坐标(x,y)和亮度 f(x,y)上都已离散化了的图像。 3数字图像处理的含义 数字图像处理始于二十世纪六十年代,其含义就是用数字电子计算机对图像进行加工处理,以得到某些预期
3、的效果或从图像中提取有用的信息。,2019年6月20日,数字图像处理,7,第一章 引言,数字图像处理的特点 1具有数字信号处理技术共有的特点。如: (1)处理精度高 (2)重现性能好 (3)灵活性高 2数字图像处理后的图像可能是供人观察和评价的,也可能作为机器视觉的预处理结果。 3数字图像处理技术适用面宽。原始模拟图像可以来自多种信息源,它们可以是可见光图像,也可以是不可见的波谱图像、超声波图像或红外图像。,2019年6月20日,数字图像处理,8,第一章 引言,4数字图像处理技术综合性强。 5数字图像处理与模拟方式处理图像相比,也有一些不足之处,如: (1)数字图像处理的信息大多是二维或二维以
4、上的多维信息,数据量巨大。 (2)数字图像信号占用的频带较宽。 (3)处理费时。,2019年6月20日,数字图像处理,9,第一章 引言,数字图像处理技术有: 1) 图像信号数字化和图像变换 2) 图像的增强和复原 3) 图像的编码 4) 图像的分割与表示 5) 图像的识别和理解,2019年6月20日,数字图像处理,10,第一章 引言,4数字图像处理系统的构成:,大容量存储器,数字计算机,输出设备,操作台,输入设备,2019年6月20日,数字图像处理,11,图1.4 数字图像处理系统结构图,2019年6月20日,数字图像处理,12,第一章 引言,图像处理软件 图1.5 图像处理软件 系统的层次结
5、构,2019年6月20日,数字图像处理,13,第一章 引言,5数字图像处理的应用 始于六十年代中期,四十多年来,大容量、高速计算机(物质基础),空间遥感技术(推动力)推动了数字图像处理技术的蓬勃发展。 其主要应用领域有: (1) 空间遥感技术 (2) 生物医学(CT Computed Tomography ) (3) 数字图像通信 (4) 工业监视和计算机视觉 (5) 文化艺术,2019年6月20日,数字图像处理,14,第一章 引言,(a)原始细胞图像 (b)增强后的细胞图像 细胞图像增强实例,2019年6月20日,数字图像处理,15,第一章 引言,图a 原始合成图像 图b 分类结果 遥感图像
6、自动分类,2019年6月20日,数字图像处理,16,第一章 引言,车牌识别,2019年6月20日,数字图像处理,17,第一章 引言,总之,数字图像处理技术发展迅速,应用广泛,前景美好。国防科技大学王绍霖教授在其所著的数字图像处理一书中曾给出这样的评价“数字图像处理是一新兴学科,从它的应用,可以看出它的新颖、广泛和复杂性,它是各门学科的综合,是当今高科技领域里的一朵鲜花”。,2019年6月20日,数字图像处理,18,第一章 引言,6本课程要求具备 线性代数 矢量及矩阵运算 数字信号处理 付氏变换等知识 微机原理 软件技术基础等。,2019年6月20日,数字图像处理,19,教材内容简介,“十一五”
7、国家级规划教材 电气与电子信息类规划教材 强调现代数字图像处理理论与应用的紧密结合。 在阐述基本原理的基础上,力图通过习题、实验和计算机软件工具实现图像处理的基本方法。 课程信箱: 友情提醒: 本课件仅供选课同学参考。,2019年6月20日,数字图像处理,20,全书共分10章,.概述 数字图像的发展简史、基本的图像处理系统 2.图像数字化与显示 3. 图像变换 4. 图像增强 5. 图像编码与压缩 6. 图像复原 7. 图像分割,8. 彩色图像处理 9. 数学形态学及其应用 10. 数字图像处理的应用 图像处理软件、图像的数字水印、图像分析系统、图像数据库与基于内容的检索、图像存档与通信系统
8、等内容。,2019年6月20日,数字图像处理,21,第一章 引言,7参考书目 1) 期刊 Computer Vision,Graphics and Image Processing Pattern Recognition 图像识别与自动化 2)书籍 王绍霖著 数字图像处理 国防科技大学出版社,1996年 陈廷标等 数字图像处理 人民邮电出版社,1990年 赵荣椿等数字图像处理导论西北工业大学出版社,1995年 美Kenneth R. Castleman 著,朱志刚等译 数字图像处理 电子工业出版社 2002年2月,2019年6月20日,数字图像处理,22,教学要求,1. 完成思考题 2. 完成
9、部分数字图像处理实验 3. 阅读有关参考文献 4. 能解决实际图像处理问题,2019年6月20日,数字图像处理,23,第一章 引言,说明: 选修课意在启迪思维,开阔视野,拓宽同学们的知识面,所以仅靠课堂教学是不够的,希望大家课后多阅读有关资料,上机实习,从而对数字图像处理有一个深入的了解。,2019年6月20日,数字图像处理,24,图像工程示意图,2019年6月20日,数字图像处理,25,图像分析功能模块,2019年6月20日,数字图像处理,26,第二章 图像信号数字化,就人类的视觉系统而言,人眼中的图像形成及对亮度适应和鉴别的能力表明,图像(Image)一词与光强度函数f(x,y,t,)有关
10、。 (x,y)点处的f(x, y, t, )的幅值即为该点图像的光强度(亮度)。在单色图中,通常称之为灰度。 x y t ,横 纵 时间 波长(感光胶片),2019年6月20日,数字图像处理,27,21图像模型,光是能量的一种形式,故有: 0 f(x,y) 在我们每天的视觉活动中所感受到的图像一般都是由物体的反射光所构成,因此,f(x,y)可看成是由两个分量组成,即: f(x,y)= i(x,y)r(x,y) 其中: 0 i(x,y) 光源确定 0 r(x,y) 1 景物中物体的表 面特性决定,2019年6月20日,数字图像处理,28,21图像模型,如前所述,单色图像中,把坐标(x,y)点上的
11、亮度f(x,y)称为该点的灰度或灰度级L。 其范围: LminLLmax 实际中,将其规格化为 0,L, 归一化为 0,1。,2019年6月20日,数字图像处理,29,22 数字图像表示的形式和特点,数字图像实质上就是用计算机对图像进行采样、量化及编码分别实现图像在空间(位置)上和幅度(灰度)上的离散化。 f(0,0) f(0,1) f(0,2)f(0,N-1) f(1,0) f(1,1) f(1,2) f(1,N-1) F(x,y) f(N-1,0) f(N-1,1)f(N-1,N-1) 阵中每个元素称为像素 (picture element,简称pixel),2019年6月20日,数字图像
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