數(shù)字圖像處理概述

1、數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué) 理學(xué)院理學(xué)院第1章 概述(Introduction ) 1.1 數(shù)字圖像處理及特點(diǎn)數(shù)字圖像處理及特點(diǎn)（(Characteristics and Processing of Digital Image) ） 1.2 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)數(shù)字圖像處理系統(tǒng) (System of Digital Image Processing） 1.3 數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容（Research Areas in Digital Image Processing） 1.4數(shù)字圖像處理的應(yīng)用和發(fā)展數(shù)字圖像處理的應(yīng)用和發(fā)展(Application

2、s and Development of Digital Image Processing ) 1.1.1 數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理（ Digital Images and Digital Image Processing） 數(shù)字圖像數(shù)字圖像 圖圖-是物體透射或反射光的分布，是客觀存在的。是物體透射或反射光的分布，是客觀存在的。像像-是人的視覺系統(tǒng)對圖的接受在大腦中形成的印象或是人的視覺系統(tǒng)對圖的接受在大腦中形成的印象或反映，圖像是圖和像的有機(jī)結(jié)合，是客觀世界能量或反映，圖像是圖和像的有機(jī)結(jié)合，是客觀世界能量或狀態(tài)以可視化形式在二維平面上的投影。狀態(tài)以可視化形式在二維平面上

3、的投影。1.1.1 數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理（ Digital Images and Digital Image Processing）數(shù)字圖像數(shù)字圖像 是物體的一個數(shù)字表示，是以數(shù)字格式存放是物體的一個數(shù)字表示，是以數(shù)字格式存放的圖像，它是目前社會生活中最常見的一種信息的圖像，它是目前社會生活中最常見的一種信息媒體，它傳遞著物理世界事物狀態(tài)的信息，是人媒體，它傳遞著物理世界事物狀態(tài)的信息，是人類獲取外界信息的主要途徑。類獲取外界信息的主要途徑。1.1.1 數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理（ Digital Images and Digital Image Pr

4、ocessing）數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理 數(shù)字圖像處理又稱為計算機(jī)圖像處理，它是數(shù)字圖像處理又稱為計算機(jī)圖像處理，它是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機(jī)對其指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機(jī)對其進(jìn)行處理的過程，以提高圖像的實用性，從而達(dá)進(jìn)行處理的過程，以提高圖像的實用性，從而達(dá)到人們所要求的預(yù)期結(jié)果。到人們所要求的預(yù)期結(jié)果。 1.1.1 數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像與數(shù)字圖像處理（ Digital Images and Digital Image Processing）處理的目的：處理的目的：提高圖像的視感質(zhì)量，提高圖像的視感質(zhì)量， 以達(dá)到賞心悅目的目的；以達(dá)到賞心悅目的目的；提取

5、圖像中所包含的某些特征或特殊信息，便于提取圖像中所包含的某些特征或特殊信息，便于計算機(jī)分析；計算機(jī)分析；對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、編碼和壓縮，便于圖像的對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、編碼和壓縮，便于圖像的存儲和傳輸。存儲和傳輸。1.1.2數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)(Characteristics of Digital Images) 數(shù)字圖像處理還有以下特點(diǎn)數(shù)字圖像處理還有以下特點(diǎn) ：處理信息量很大處理信息量很大數(shù)字圖像處理占用的頻帶較寬數(shù)字圖像處理占用的頻帶較寬 數(shù)字圖像中各個像素相關(guān)性大數(shù)字圖像中各個像素相關(guān)性大 處理后的圖像一般是給人觀察和評價的，因處理后的圖像一般是給人觀察和評價的，因此受人的因素影響較大。由

6、于人的視覺系統(tǒng)很復(fù)此受人的因素影響較大。由于人的視覺系統(tǒng)很復(fù)雜，受環(huán)境條件、視覺性能、人的情緒愛好以及雜，受環(huán)境條件、視覺性能、人的情緒愛好以及知識狀況影響很大，作為圖像質(zhì)量的評價還有待知識狀況影響很大，作為圖像質(zhì)量的評價還有待進(jìn)一步深入的研究。進(jìn)一步深入的研究。 1.2.1數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（Structure of Digital Image Processing System） 圖圖1.1 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)圖圖1.2 圖像處理系統(tǒng)的工作圖圖像處理系統(tǒng)的工作圖圖圖像像數(shù)數(shù)字字化化預(yù)預(yù)處處理理圖圖像像分分割割特特征征提提取取自自動動識識別別顯示顯示打

7、印打印結(jié)果結(jié)果人人 機(jī)機(jī) 交交 互互 處處 理理1.2.2數(shù)字圖像處理的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字圖像處理的優(yōu)點(diǎn)(Advantages of Digital Image Processing) 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是 ：精度高精度高再現(xiàn)性好再現(xiàn)性好通用性、靈活性強(qiáng)通用性、靈活性強(qiáng)1.3 數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容（Research contents in Digital Image Processing） 圖像增強(qiáng)圖像增強(qiáng)（Enhancement）圖像壓縮圖像壓縮(Compression) 圖像復(fù)原圖像復(fù)原 (Restoration)圖像分割圖像分割

8、(Segmentation )圖像分類圖像分類 (classification )圖像重建圖像重建 (Reconstruction )1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用 圖圖 1.3 圖像的修復(fù)圖像的修復(fù) （1990年發(fā)射的年發(fā)射的“哈勃哈勃”號太空望遠(yuǎn)鏡拍攝超號太空望遠(yuǎn)鏡拍攝超遠(yuǎn)距離的物體，借助于圖像處理技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。）遠(yuǎn)距離的物體，借助于圖像處理技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。）1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Ap

9、plications and Development of Digital Image Processing )圖圖 1.4遙感圖像監(jiān)測遙感圖像監(jiān)測 (森林火災(zāi)監(jiān)護(hù)森林火災(zāi)監(jiān)護(hù)) 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖 1.5 夜間燈光數(shù)據(jù)圖像夜間燈光數(shù)據(jù)圖像(提供人類居住區(qū)的情況提供人類居住區(qū)的情況) 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )

10、生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用 圖圖 1.6 SARS冠狀病毒圖像冠狀病毒圖像 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 圖圖 1.7 醫(yī)學(xué)超聲成像醫(yī)學(xué)超聲成像 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖 1.8 CT圖像處理圖像處理 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Developme

11、nt of Digital Image Processing )圖圖 1.9 紅外體溫檢測圖像紅外體溫檢測圖像1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )通信工程方面的應(yīng)用通信工程方面的應(yīng)用 圖圖1.10手機(jī)電視手機(jī)電視 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 圖圖1.11視頻通話視頻通話 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applica

12、tions and Development of Digital Image Processing )圖圖1.12手機(jī)上網(wǎng)手機(jī)上網(wǎng) 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖1.13基于基于H.323網(wǎng)絡(luò)視頻會議標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)多點(diǎn)會議網(wǎng)絡(luò)視頻會議標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)多點(diǎn)會議 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖1.14基于基于H.320網(wǎng)絡(luò)視頻會議標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)多

13、點(diǎn)會議網(wǎng)絡(luò)視頻會議標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)多點(diǎn)會議 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖1.15 基于衛(wèi)星網(wǎng)的視頻會議基于衛(wèi)星網(wǎng)的視頻會議1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )工業(yè)和工程方面的應(yīng)用工業(yè)和工程方面的應(yīng)用 圖圖1.16 機(jī)器代替人進(jìn)行操作機(jī)器代替人進(jìn)行操作 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Dev

14、elopment of Digital Image Processing ) （a）網(wǎng)裂）網(wǎng)裂 (b) 龜裂龜裂圖圖1.17路面破損圖像識別路面破損圖像識別1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 圖圖1.18 印刷電路板零件及焊點(diǎn)檢測印刷電路板零件及焊點(diǎn)檢測 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )軍事公安方面的應(yīng)用軍事公安方面的應(yīng)用 圖圖1.19

15、 交通監(jiān)控交通監(jiān)控 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 圖圖1.20 人眼虹膜識別系統(tǒng)人眼虹膜識別系統(tǒng) 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )圖圖1.21 生物特征識別生物特征識別1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )

16、 圖圖1.22-1 軍事目標(biāo)跟蹤軍事目標(biāo)跟蹤 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing ) 圖圖1.22-2 軍事目標(biāo)跟蹤軍事目標(biāo)跟蹤 1.4.1數(shù)字圖像處理的應(yīng)用數(shù)字圖像處理的應(yīng)用(Applications and Development of Digital Image Processing )文化藝術(shù)方面的應(yīng)用文化藝術(shù)方面的應(yīng)用 圖圖1.23 計算機(jī)廣告圖像合成計算機(jī)廣告圖像合成 1.4.2數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的發(fā)展動向數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的發(fā)展動向 (Future Direction in the Field of Digital Image Processing) 圖像處理技術(shù)未來發(fā)展大致可歸納如下四點(diǎn)圖像處理技術(shù)未來發(fā)展大致可歸納如下四點(diǎn) ：圖像處理的發(fā)展將向著高速、高分辨率、立體化、圖像