數(shù)字圖像處理-緒論

1、數(shù)字圖像處理-緒論課程介紹考查課24+8平時考勤30%+實驗30%+期末40%課程介紹 主要學習內容及學時安排主要學習內容及學時安排 1、緒論 2學時 2、數(shù)字圖像基礎 6學時 3、圖像增強 10學時 4、圖像分割 2學時 5、圖像復原 2學時 6、圖像編碼 2學時 7、課內實驗 8學時 緒論1.1 數(shù)字圖像處理的概念數(shù)字圖像處理的概念1.2 數(shù)字圖像處理的基本內容數(shù)字圖像處理的基本內容1.3 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的系統(tǒng)構成數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的系統(tǒng)構成1.4 數(shù)字圖像處理的應用實例數(shù)字圖像處理的應用實例1.5 周邊學科周邊學科課程介紹人類離不開圖像，計算機圖像技術滲透到各個科技領人類離不開圖像，計算

2、機圖像技術滲透到各個科技領域，百聞不如一見。畫面比文字更形象生動，人類域，百聞不如一見。畫面比文字更形象生動，人類70%70%以上信息來自視覺以上信息來自視覺“One picture is worth more than ten thousand words”什么是數(shù)字圖像?將一幅二維的圖像通過有限個離散點來表示就成為了數(shù)字圖像，其中的每個點稱為圖像元素，即像素。什么是數(shù)字圖像?像素值往往用來表示像素的灰度級、顏色、高度值、透明度等等。什么是數(shù)字圖像處理?數(shù)字圖像處理的兩個主要任務：如何利用計算機來改進圖像的品質以便于人類視覺分析；對圖像數(shù)據進行存儲、傳輸和表示，便于計算機自動化處理。數(shù)字圖像

3、處理的三個層次 低級圖像處理 中級圖像處理 高級圖像處理低級圖像處理 內容內容：主要對圖象進行各種加工以改善圖象的視覺效果、或突出有用信息，并為自動識別打基礎，或通過編碼以減少對其所需存儲空間、傳輸時間或傳輸帶寬的要求。 特點特點：輸入是圖像，輸出也是圖像，即圖象之間進行的變換。主要章節(jié)主要章節(jié)：第2、3、4、6、8章。 低級圖像處理實例（圖像增強）中級圖像處理 內容內容：主要對圖象中感興趣的目標進行檢測（或分割）和測量，以獲得它們的客觀信息從而建立對圖象的描述。 特點特點：輸入是圖象，輸出是數(shù)據。 主要章節(jié)主要章節(jié)：第5、7章。 中級圖像處理中級圖像處理中級圖像處理實例（圖像分割）高級圖像處

4、理 內容：內容：在中級圖像處理的基礎上，進一步研究圖象中各目標的性質和它們之間相互的聯(lián)系，并得出對圖象內容含義的理解（對象識別）及對原來客觀場景的解釋（計算機視覺），從而指導和規(guī)劃行動。 特點特點：以客觀世界為中心，借助知識、經驗等來把握整個客觀世界。 “輸入是數(shù)據，輸出是理解” 主要章節(jié)主要章節(jié)：第9、10章。 高級圖像處理高級圖像處理高級圖像處理實例（圖像識別） 白種人的虹膜白種人的虹膜 虹膜診斷（虹膜診斷（Iridology） 黃種人的虹膜黃種人的虹膜數(shù)字圖像處理的歷史20世紀20年代: 最早的應用之一是報紙業(yè)Bartlane 電纜圖片傳輸系統(tǒng)；通過海底電纜將圖像從倫敦傳往紐約；為了使用

5、電纜傳輸，圖像需要首先編碼，并在接收端通過電報打印機進行重構。早期的數(shù)字圖像數(shù)字圖像處理的歷史(續(xù))20世紀20年代中期到末期: 改進Bartlane 系統(tǒng)后，圖像質量得到了提高打印過程采用了新的光學還原技術增加了圖像的灰度等級改進后的數(shù)字圖像早期15級色調的數(shù)字圖像數(shù)字圖像處理的歷史(續(xù))20世紀60年代: 由于信息技術的快速發(fā)展，出現(xiàn)了一批數(shù)字圖像處理1964: “旅行者7號”拍攝的圖像通過計算機進行處理并提高了圖像質量；此技術也在阿波羅載人登月飛行等空間探測器中得到應用。由“旅行者7號”登陸前拍攝的圖像數(shù)字圖像處理的歷史(續(xù))20世紀70年代: 數(shù)字圖像處理開始應用于醫(yī)學領域1979:

6、Godfrey N. Hounsfield先生以及Allan M. Cormack 教授由于發(fā)明了“斷層（CT）技術” ，共同獲得了諾貝爾醫(yī)學獎，其背后的思想是計算機軸向斷層技術(Computerised Axial Tomography (CAT)數(shù)字圖像處理的歷史(續(xù))20世紀70年代末:隨著人工智能的興起和發(fā)展，開始計算機視覺的研究，由2D圖象中獲取3D空間信息數(shù)字圖像處理的歷史(續(xù))20世紀80年代至今：數(shù)字圖像處理技術呈爆炸性發(fā)展，如今已在大量領域擔負著大量的工作：圖像增強/恢復藝術級效果醫(yī)學可視化工業(yè)檢驗法律執(zhí)行人機交互舉例： 圖像增強DIP技術最常見的用處是：提高質量，消除噪音等

7、等舉例： Hubble 望遠鏡1990年發(fā)射的“哈勃”號太空望遠鏡能夠拍攝超遠距離的物體，但是由于鏡子出現(xiàn)誤差，拍攝到的圖像就失去了價值，而借助于圖像處理技術便可以修復舉例：藝術效果藝術效果是指通過特效或者圖像合成等方法，使得圖像具有更強的視覺效果舉例：醫(yī)學通過MRI（核磁共振）掃描到的犬類心臟切片，我們可以找出其中各種組織的邊界線:灰度圖表示組織密度使用合適的濾波器來增強邊緣取自狗心臟的原始MRI圖像邊緣檢測圖像舉例：GIS地理信息系統(tǒng)（Geographic Information Systems，GIS)，數(shù)字圖像處理技術廣泛用于：氣象學地形分類操作衛(wèi)星圖像舉例：GIS(續(xù))全球夜間燈光數(shù)

8、據集可以提供全球人類居住區(qū)的匯總情況 不難想象這些數(shù)據需要進行分析和處理舉例：GIS(續(xù))遙感圖像：農業(yè)普查森林覆蓋計算水利工程等的客觀估計計算森林火災監(jiān)護客觀反映火災情況、面積舉例：工業(yè)檢驗操作人員需要花費大量的精力，卻又慢又不可靠；使用機器代替；工業(yè)可視化系統(tǒng)廣泛應用于各類產業(yè) 舉例：印刷電路板檢測印刷電路板檢測(Printed Circuit Board inspection, PCB)使用機器檢測零件是否完整以及焊接是否合格常規(guī)成像和X光成像相結合舉例：法律執(zhí)行圖像處理技術被法律執(zhí)行者廣泛采用高速相機或者自動收費系統(tǒng)用于牌照識別指紋識別閉路電視(Close Circuit Televi

9、sion, CCTV)中圖像的增強舉例：HCI使得人機交互（Human Computer Interaction）變得更加自然面部識別手勢識別數(shù)字圖像處理的關鍵步驟圖像采集圖像復原形態(tài)學處理分割表示&描述圖像增強對象識別問題域彩色圖像處理圖像壓縮數(shù)字圖像處理的關鍵步驟：圖像采集圖像采集圖像復原形態(tài)學處理分割表示&描述圖像增強對象識別問題域彩色圖像處理圖像壓縮數(shù)字圖像處理的關鍵步驟：圖像增強圖像采集圖像復原形態(tài)學處理分割表示&描述圖像增強對象識別問題域彩色圖像處理圖像壓縮數(shù)字圖像處理的關鍵步驟：圖像復原圖像采集圖像復原形態(tài)學處理分割表示&描述圖像增強對象識別問題域

10、彩色圖像處理圖像壓縮數(shù)字圖像處理的關鍵步驟：形態(tài)學處理圖像采集圖像復原形態(tài)學處理分割表示&描述圖像增強對象識別問題域彩色圖像處理圖像壓縮數(shù)字圖像處理的關鍵步驟：分割圖像采集圖像復原形態(tài)學處理分割表示&描述圖像增強對象識別問題域彩色圖像處理圖像壓縮數(shù)字圖像處理的關鍵步驟：對象識別圖像采集圖像復原形態(tài)學處理分割表示&描述圖像增強對象識別問題域彩色圖像處理圖像壓縮數(shù)字圖像處理的關鍵步驟：表示&描述圖像采集圖像復原形態(tài)學處理分割表示與描述圖像增強對象識別問題域彩色圖像處理圖像壓縮數(shù)字圖像處理的關鍵步驟：圖像壓縮表示&描述彩色圖像處理圖像壓縮圖像采集圖像復原形態(tài)學處理分割圖像增強對象識別問題域數(shù)字圖像處理的關鍵步驟：彩色圖像處理表示&描述彩色圖像處理圖像壓縮圖像采集圖像復原形態(tài)學處理分割圖像增強對象識別問題域數(shù)字圖像的未來圖像處理的發(fā)展朝著高速、高分辨率、立體化、多媒體化、智能化