《數(shù)字圖象處理與分析》/sundae_meng第1章緒論圖像處理概述數(shù)字圖像處理基本特點及優(yōu)點數(shù)字圖像處理主要研究的內(nèi)容數(shù)字圖像處理的發(fā)展及應(yīng)用圖像處理概述什么是圖像？“圖”是物體投射光或反射光的分布“像”是人的視覺系統(tǒng)對圖的接收在大腦中形成的印象或認識

“圖”是客觀存在的“像”是人的感覺圖像是兩者的結(jié)合圖像分類圖像數(shù)學函數(shù)連續(xù)函數(shù)離散函數(shù)可見圖像圖片照片圖畫不可見物理圖像光學圖像Lena大腦斷層圖像

彩色圖像－RGB索引色圖像灰度圖像－灰度圖（gray-scaleimage）按照灰度等級的數(shù)目來劃分。一幅標準灰度圖像，如果每個像素的像素值用一個字節(jié)表示，灰度值級數(shù)就等于256級，每個像素可以是0～255之間的任何一個值，一幅640×480的灰度圖像就需要占據(jù)300KB的存儲空間。二值圖像：只有黑白兩中顏色的圖像稱為單色圖像（monochromeimage），如下圖所示的標準圖像。圖中的每個像素的像素值用1位存儲，它的值只有“0”或者“1”，一幅640×480的單色圖像需要占據(jù)37.5KB的存儲空間。為什么需要圖像處理為什么進行圖像處理？易于存儲和傳輸存儲到數(shù)碼相機，從火星傳回一幅圖片顯示和打印需要調(diào)整圖片大小，色調(diào)等增強和恢復如從老的照片中去除痕跡，在X光照片中，提高腫瘤的可視性提取信息如從信封上自動獲取郵政編碼，從航空影像上測量水的污染性例子：調(diào)整了亮度和對比度數(shù)字圖像一個被采樣和量化后的二維函數(shù)采用等距離矩形網(wǎng)格采樣對幅度進行等間隔量化獲取外界信息－視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等多種，但絕大部分是來自視覺所接收的圖像信息，“百聞不如一見”圖像處理圖像信息加工滿足視覺心理和應(yīng)用要求圖像處理分類模擬處理數(shù)字處理包括光學透鏡處理、照相、廣播電視等優(yōu)點速度快，一般是實時處理缺點精度低，抗干擾性差，靈活性差，沒有對圖像的理解能力和非線性處理能力采用數(shù)字計算機對數(shù)字化形式的圖像進行處理優(yōu)點精度高，處理內(nèi)容豐富，處理手段靈活缺點計算量大，處理速度較慢數(shù)字化將一幅圖像從原來的形式轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式的過程。定義一個非破壞性的過程逆過程是“顯示”掃描對一幅圖像內(nèi)給定位置的尋址把圖像劃分為矩形網(wǎng)格，即光柵掃描的最小單元為像素數(shù)字圖像處理的特點信息量大256x256黑白圖像 64K byte 512x512 彩色圖像 768Kbyte 25Frame/s電視圖像約20M byte計算一下20G的硬盤能存多長時間的電視節(jié)目。綜合性強基礎(chǔ)知識和專業(yè)技術(shù)廣泛－通信技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)、光電技術(shù)、心理學、生理學數(shù)學、物理相關(guān)性大－相鄰象素之間一般都有相同或接近的灰度受人的因素影響大音樂家或頭像？數(shù)字圖像處理的優(yōu)點再現(xiàn)性好處理精度高適用面寬靈活性高主要研究的內(nèi)容圖像變換圖像增強和復原－改善圖像質(zhì)量圖像壓縮編碼圖像分割－特征圖像分析和理解數(shù)字圖像處理的應(yīng)用它從60年代開始，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來：美國噴氣推進實驗室(JPL)對徘徊者7號在64年發(fā)回的幾千張月球照片，用數(shù)字圖像處理技術(shù)，成功地繪制出月球表面地圖。隨后又對探測飛船發(fā)回的照片進行了圖像處理，從此開始了數(shù)字圖像處理的廣泛應(yīng)用。在航天、航空中的應(yīng)用–氣象監(jiān)測、資源利用，再如農(nóng)作物產(chǎn)量計算，農(nóng)作物病情防治，山林防火等視覺監(jiān)視、公安-軍事自動化指揮系統(tǒng)、案件偵破、指紋識別，人臉鑒別，以及交通監(jiān)控、事故分析、銀行監(jiān)控銀行監(jiān)控，人臉識別等。工業(yè)檢測與測量-無損探傷，石油勘探，生產(chǎn)過程的自動化(識別零件，裝配，質(zhì)量檢查)，工業(yè)機器人視覺公路路面破損圖像識別網(wǎng)裂龜裂軍事偵察、高精度制導醫(yī)療診斷：-X射線、超聲、顯微圖片分析，內(nèi)窺鏡圖、溫譜圖分析，斷層及核磁共振分析