1、數(shù)字圖像處理張利輝參考書1 Refael C.Gonzalez & Richard E.Woods數(shù)字圖像處理（第二版）阮秋琦，阮宇智，等譯北京：電子工業(yè)出版，20032 K. R. CastlemanDigital Image Processing清華大學(xué)出版社，19983計(jì)算機(jī)圖像處理與識(shí)別技術(shù).王耀南編著.高等教育出版社4 章毓晉圖像處理和分析清華大學(xué)出版社，1999第1章 緒論1.1 數(shù)字圖像1.2 數(shù)字圖像處理1.3 相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域1.4 數(shù)字圖像處理的發(fā)展歷史1.5 數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用1.1 數(shù)字圖像1.1.1 數(shù)字圖像的基本概念1.1.2 數(shù)字圖像的基本特點(diǎn)1.1 數(shù)字圖像1

2、.1.1 數(shù)字圖像的基本概念圖：反射光或透射光的分布，或自身發(fā)出的能量(客觀)像：人的視覺系統(tǒng)對(duì)圖的接收在大腦中形成的印象或認(rèn)識(shí) （主 觀）觀察系統(tǒng)使用的光波段：可見光、紅外、X射線、微波超聲 波、射線等圖像： 靜止文字、圖片等 運(yùn)動(dòng)飛行物、心臟圖 色彩：黑白、彩色圖像處理: 是對(duì)圖像信息進(jìn)行加工處理，以滿足人的視覺心理和實(shí)際應(yīng)用的需求1.1.1 數(shù)字圖像的基本概念1.1.1 數(shù)字圖像的基本概念模擬圖像 連續(xù)的，采用數(shù)字化（離散化）表示和數(shù)字技術(shù)出現(xiàn)之前，圖像是連續(xù)的，這一類圖像稱為模擬圖像或連續(xù)圖像 連續(xù)的：指從時(shí)間上和從數(shù)值上是不間斷的1.1.1 數(shù)字圖像的基本概念數(shù)字圖像 由連續(xù)的模擬圖

3、像采樣和量化而得。組成數(shù)字圖像的基本單位是像素，所以數(shù)字圖像是像素的集合。像素為元素的矩陣，像素的值代表圖像在該位置的亮度，稱為圖像的灰度值。數(shù)字圖像像素具有整數(shù)坐標(biāo)和整數(shù)灰度值。1.1.2 數(shù)字圖像的基本特點(diǎn)圖像是人類信息獲取的重要手段 數(shù)字圖像的分辨率逐步提高 數(shù)字圖像可以充分利用現(xiàn)代化的數(shù)字通訊和信息傳輸技術(shù) 數(shù)字圖像可以長期保存和永不失真 1.2.1 數(shù)字圖像處理的基本特點(diǎn)1.2.2 數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容1.2 數(shù)字圖像處理1.2.1 數(shù)字圖像處理的基本特點(diǎn)信息量大：5125128bit256KB 256KB25幀/s6400KB=6.25MB占用的頻帶較寬：電視圖像的帶寬56M

4、Hz，而語言帶寬4KHz，頻帶越寬，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度越大像素相關(guān)性大：壓縮潛力大評(píng)價(jià)受人的影響大表達(dá)： 建模，圖像采樣、數(shù)字化圖像和視覺基礎(chǔ)圖像變換： 提高圖像質(zhì)量圖像處理圖像基礎(chǔ)圖像增強(qiáng)： 改善圖像質(zhì)量圖像幾何處理： 平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、扭曲圖像復(fù)原： 去噪聲、去模糊圖像重建： 重建原始圖像1.2.2 數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容1.2.2 數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容圖像編碼壓縮 減少存儲(chǔ)量和傳輸量圖像分割 圖像區(qū)域分割和理解、目標(biāo)表達(dá)和描述1.2.2 數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容圖像增強(qiáng)1.2.2 數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容圖像復(fù)原1.3.1 數(shù)字信號(hào)處理學(xué)1.3.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)1.3.3 計(jì)算機(jī)

5、視覺1.3 相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域1.3.1 數(shù)字信號(hào)處理學(xué) 數(shù)字信號(hào)處理 圖像處理研究對(duì)象：一維數(shù)字信號(hào) 二維數(shù)字信號(hào)研究內(nèi)容：數(shù)字濾波器、數(shù)字 圖像濾波器、圖像 正交變換、數(shù)字編 正交變換、圖像編 碼等 碼等數(shù)字信號(hào)處理與圖像處理是緊密相關(guān)學(xué)科。1.3.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 圖像處理研究對(duì)象： 圖形 圖像研究內(nèi)容： 圖形生成、透視、 圖像處理、圖像分 消隱 割、圖像分析過程： 由數(shù)學(xué)公式生成仿 由原始圖像處理出 真圖形或圖像 分析結(jié)果計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖像處理是逆過程。1.3.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 圖像 描述圖像處理計(jì)算機(jī)圖形學(xué)圖像識(shí)別圖像理解1.3.3 計(jì)算機(jī)視覺 計(jì)算機(jī)視覺 圖像處理研究對(duì)象

6、： 圖像或圖像序列 圖像研究內(nèi)容： 視覺感知、 圖像處理、圖像分割、 圖像理解 圖像分析過程： 由圖像特征感知、 由原始圖像處理出 識(shí)別和理解三維場景 分析結(jié)果 1.4 數(shù)字圖象處理的發(fā)展歷史上世紀(jì)20年代，紐約倫敦海底電纜傳輸數(shù)字化的新聞圖片。傳遞時(shí)間從一個(gè)多星期減少到3個(gè)小時(shí)。1921年電報(bào)打印機(jī)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。1929年從倫敦到紐約15級(jí)色調(diào)通過電纜傳遞照片。從早期5個(gè)灰度到15灰度。1.4 數(shù)字圖象處理的發(fā)展歷史五十年代中期在太空計(jì)劃的推動(dòng)下開始這項(xiàng)技術(shù)的研究。重要標(biāo)志是1964年美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）正式使用數(shù)字計(jì)算機(jī)對(duì)“徘徊者7號(hào)”太

7、空船送回的四千多張?jiān)虑蛘掌M(jìn)行了處理。美國航天器傳送的第一張?jiān)虑蛘掌?964年7月31日在光線影響月球表面17分鐘攝取的圖像。1.4 數(shù)字圖象處理的發(fā)展歷史60年代末，數(shù)字圖象處理形成一個(gè)比較完整的理論與技術(shù)體系，從而構(gòu)成了一門獨(dú)立的技術(shù)70年代，CT的發(fā)明，血球自動(dòng)分類儀的商業(yè)化CT發(fā)明獲得1979年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。X射線1901年物理學(xué)獎(jiǎng)。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。1.5 數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用航天航空生物醫(yī)學(xué)工程通訊領(lǐng)域工業(yè)軍事公安文化藝術(shù)資源環(huán)境低空飛行探測火星CT圖像中缺陷的快速定位方法 模擬CT斷層圖像 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí)際CT圖像 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 北京頤和園高分辨率衛(wèi)星影像，拍攝時(shí)間為2003年9月。 水體界線的確定 在近紅外