數(shù)字圖像處理

DigitalImageProcessing

劉漁樵“Onepictureisworthmorethantenthousandwords”

畫面比文字更形象生動，人類70%以上信息來自視覺。人類離不開圖像，計算機圖像技術(shù)已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域。

什么是圖像？圖像是對客觀存在的物體的一種相似性的、生動的寫真或描述。二維信號，以視覺信息的形式表達模擬圖像和數(shù)字圖像

1)模擬圖像模擬圖像可用連續(xù)函數(shù)來描述。

特點：光照位置和光照強度均為連續(xù)變化2)數(shù)字圖像可用矩陣或數(shù)組來描述

將一幅二維圖像通過有限個離散點來表示就成為數(shù)字圖像數(shù)字圖像處理學是研究數(shù)字圖像的獲取、傳輸、存儲，變換、顯示、理解與綜合利用的一門學科。圖像處理與相關(guān)學科的關(guān)系

圖像理解數(shù)據(jù)（描述）圖像處理計算機圖形學圖像計算機視覺模式識別圖像分析數(shù)據(jù)分析圖像人符號客觀世界數(shù)字圖像處理的含義

圖像分析圖像理解圖像處理高低抽象程度高層低層中層數(shù)據(jù)量小大目標象素符號

DIP發(fā)展標志事件1上世紀20年代，紐約－倫敦海底電纜傳輸數(shù)字化的新聞圖片。傳遞時間從一個多星期減少到3個小時。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。DIP發(fā)展標志事件2美國航天器傳送的第一張月球照片，1964年7月31日在光線影響月球表面17分鐘攝取的圖像。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)成了一門獨立的學科70年代，CT的發(fā)明，血球自動分類儀的商業(yè)化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)學工程應(yīng)用，軍事應(yīng)用等方面。

數(shù)字圖像處理發(fā)展簡史?精度高對于一幅圖像而言，數(shù)字化時不管是用4比特、8比特還是其它比特表示，只需改變計算機中程序的參數(shù)，而處理方法不變。所以從原理上講不管對多高精度的數(shù)字圖像進行處理都是可能的。?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，只在計算機內(nèi)部進行處理，這樣數(shù)據(jù)就不會丟失或遭破壞，保持了完好的再現(xiàn)性。而在模擬圖像處理過程中就會因為各種干擾因素而無法保持圖像的再現(xiàn)性。

數(shù)字圖像處理的特點

?通用性、靈活性強對可見圖像和不可見光圖像（如X光圖像、熱紅外圖像和超聲波圖像等），盡管這些成像設(shè)備的規(guī)模和精度各不相同，但當把這些圖像數(shù)字化后，對于計算機來說，都可同樣進行處理。另外，改變處理圖像的計算機程序，可對圖像進行各種各樣的處理，如上下滾動、漫游、拼接、合成、變換、放大、縮小和各種邏輯運算等，所以靈活性很高。

應(yīng)用性、實用性強數(shù)字圖像處理在生物醫(yī)學、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1998年長江（枝城-岳陽）洪澇災(zāi)害監(jiān)測工業(yè)生產(chǎn)：無損探傷，石油勘探，生產(chǎn)過程自動化（識別零件，裝配質(zhì)量檢查），工業(yè)機器人研制等。GIS應(yīng)用軍事：航空及衛(wèi)星偵察照片的測繪、判讀，雷達、聲納圖像處理，導(dǎo)彈制導(dǎo)，軍事仿真等。藝術(shù)效果公共安全進入家庭

數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展趨勢1、結(jié)合網(wǎng)絡(luò)和Internet技術(shù)需求而發(fā)展起來的新技術(shù)，如網(wǎng)上圖象、視頻的傳輸、點播和新的瀏覽、查詢、基于內(nèi)容的圖像檢索（CBIR）。2、高級圖象處理技術(shù)，結(jié)合最新的數(shù)學進展，諸如小波、分形、形態(tài)學等技術(shù)。3、智能化，圖象自動分析、識別與理解。4、應(yīng)用廣泛，大有所為。教學內(nèi)容1.緒論

2.數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)知識

3.VC（或matlab）圖像編程基礎(chǔ)

4.圖像幾何變換

5.圖像分割與邊緣檢測

6.圖像增強與平滑

7.形態(tài)學處理8.圖像特征提取與理解

9.專題討論

圖像的幾何變換

?圖像增強與復(fù)原

?圖像重建

?圖像編碼簡化圖像的表示，壓縮圖像的數(shù)據(jù)，便于存儲和傳輸。

256K21k?

圖像分割將圖像劃分為互不重疊的區(qū)域。?二值圖像處理與形狀分析

?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。?圖像理解和識別對圖像中的不同對象進行分類、描述和解譯。課程學習目標了解數(shù)字圖像處理的概念、特點、應(yīng)用熟悉數(shù)字圖像處理的基本算法和實現(xiàn)方式需求分析軟件設(shè)計程序設(shè)計測試與維護程序設(shè)計語言：使用VC或matlab程序說明書：軟件結(jié)構(gòu)，代碼說明，使用說明算法說明書：算法結(jié)構(gòu)，各算法說明。課程作業(yè)（考核內(nèi)容）之一：

完成一個能獨立運行的，具有一定功能的圖像處理程序課程作業(yè)（考核內(nèi)容）之二：

完成一篇圖像處理相關(guān)的課程論文綜述、評述算法效率、特點進行對比分析算法改進，創(chuàng)新實例分析新聞熱點評論參考資料“DigitalImageProcessing”,

CastlemanKR,Prentice-Hall,1996“DigitalImageProcessing”,RafaelC.