圖像處理技術(shù)

童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系第1章緒論童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.1 圖像童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.1 圖像童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.1.1圖像表示和顯示童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.1.2圖像空間分辨率和幅度分辨率童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.1.2圖像空間分辨率和幅度分辨率童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.1.2圖像空間分辨率和幅度分辨率童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2圖像工程簡(jiǎn)介童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.1圖像技術(shù)和圖像工程童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.2圖像工程的3個(gè)層次童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.2圖像工程的3個(gè)層次童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.3圖像工程相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.3圖像工程相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域主要相關(guān)學(xué)科：

圖形學(xué)：原指用圖形、圖表、繪圖等形式表 達(dá)數(shù)據(jù)信息的科學(xué)，而計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 研究的就是如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)產(chǎn) 生這些形式 圖像模式識(shí)別：試圖把圖像分解成可用符號(hào) 較抽象地描述的類(lèi)別

計(jì)算機(jī)視覺(jué)：主要強(qiáng)調(diào)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人的視 覺(jué)功能，目前的研究?jī)?nèi)容主要與圖像 理解相結(jié)合

童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.4圖像工程的技術(shù)應(yīng)用童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.5圖像工程文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分類(lèi)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.5圖像工程文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分類(lèi)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.5圖像工程文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分類(lèi)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.5圖像工程文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分類(lèi)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.5圖像工程文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分類(lèi)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.5圖像工程文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分類(lèi)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3圖像處理系統(tǒng)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.1系統(tǒng)構(gòu)成框圖童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.2圖像采集童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.2圖像采集童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.3圖像顯示打印童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.4圖像存儲(chǔ)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.4圖像存儲(chǔ)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.5圖像存儲(chǔ)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.4圖像存儲(chǔ)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.4圖像存儲(chǔ)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.4圖像存儲(chǔ)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.4圖像存儲(chǔ)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.3.5圖像處理童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.4內(nèi)容框架和特點(diǎn)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.4內(nèi)容框架和特點(diǎn)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.4內(nèi)容框架和特點(diǎn)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.4內(nèi)容框架和特點(diǎn)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)例圖像的最主要來(lái)源是電磁波。電磁波可定義為以各種波長(zhǎng)傳播的正弦波，或認(rèn)為是一種粒子流，每個(gè)粒子包含一定（一束）能量，每束能量稱(chēng)為一個(gè)光子。1.5.1γ射線成像γ射線成像主要用于核醫(yī)學(xué)和天文觀察．在核醫(yī)學(xué)中，這種處理是將放射性同位素注射到病人體內(nèi)，當(dāng)這種物質(zhì)衰變時(shí)放射出γ射線，然后用γ射線檢測(cè)器產(chǎn)生圖像．天鵝星座環(huán)核反應(yīng)器電子管的伽馬輻射圖童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.2Ｘ射線成像X射線是最早用于成像的電磁輻射源之一。Ｘ射線管是帶有陰極和陽(yáng)極的真空管．陰極加熱釋放自由電子，這些電子以很高的速度向陽(yáng)極流動(dòng)，當(dāng)電子撞擊一個(gè)原子核時(shí)，能量被釋放并形成Ｘ射線輻射。Ｘ射線的能量由另一邊的陽(yáng)極電壓控制，而Ｘ射線的數(shù)量由施加于陰極燈絲的電源控制。天鵝星座環(huán)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.3紫外波段成像紫外線被用于熒光顯微鏡方法，這是顯微鏡方法中發(fā)展最快的領(lǐng)域。熒光是在19世紀(jì)中葉發(fā)現(xiàn)的．當(dāng)紫外輻射光子與熒光材料內(nèi)原子中的電子碰撞時(shí)，它把電子提高到較高的能級(jí)，隨后受激電子釋放到較低的能級(jí)并以可見(jiàn)光范圍內(nèi)的低能光子放光。天鵝星座環(huán)童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.4可見(jiàn)光及紅外線波段成像(1)用光顯微鏡方法獲取圖像的例子紫杉酚膽固醇鎳氫化物CD表面有機(jī)超導(dǎo)微處理器童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.4可見(jiàn)光及紅外線波段成像(2)可見(jiàn)光處理的另一個(gè)主要領(lǐng)域是遙感通常包括可見(jiàn)光和紅外波譜范圍的一些波段童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.4可見(jiàn)光及紅外線波段成像成像地區(qū)為華盛頓，它包括建筑物、道路、植被和通過(guò)城市的主要河流童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.4可見(jiàn)光及紅外線波段成像天氣觀測(cè)與預(yù)報(bào)也是衛(wèi)星多光譜圖像的主要應(yīng)用領(lǐng)域童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.4可見(jiàn)光及紅外線波段成像紅外成像系統(tǒng)在10.0～13.4μm波段工作童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.4可見(jiàn)光及紅外線波段成像童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.4可見(jiàn)光及紅外線波段成像可見(jiàn)光在自動(dòng)檢測(cè)中的應(yīng)用童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.4可見(jiàn)光及紅外線波段成像可見(jiàn)光在自動(dòng)識(shí)別中的應(yīng)用童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.5微波波段成像微波波段成像的典型應(yīng)用是雷達(dá)。成像雷達(dá)的獨(dú)特之處是在任何范圍、任何時(shí)間內(nèi)不考慮氣候、光照條件的收集數(shù)據(jù)能力。雷達(dá)波可以穿透云層，在一定條件下還可以通過(guò)植被、冰層和極干燥的沙漠。成像雷達(dá)的工作原理像一個(gè)閃光照相機(jī)，它自己提供照明（微波脈沖）去照亮地面的一個(gè)地區(qū)，并快速拍攝圖像。童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.6無(wú)線電波成像(1)無(wú)線電波用于磁共振成像(MRI)。該技術(shù)把病人放在強(qiáng)磁場(chǎng)中并使無(wú)線電短波脈沖通過(guò)病人的身體，每個(gè)脈沖將導(dǎo)致一個(gè)病人組織發(fā)射的無(wú)線電響應(yīng)脈沖，這些信號(hào)發(fā)生的位置和強(qiáng)度由計(jì)算機(jī)確定，從而產(chǎn)生一個(gè)病人的橫截面。童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.6無(wú)線電波成像(2)幾種電磁波譜中的蟹狀脈沖星圖像比較童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.7聲波成像為了從海洋獲取圖像，能源通常由兩個(gè)位于船后部的空氣槍組成，返回的聲波由置于船后部電纜中的水聽(tīng)器檢測(cè)。水聽(tīng)器放置在海底，或用浮子懸吊著。兩個(gè)空氣槍交替加壓至2000psi，然后爆炸，船的恒定運(yùn)動(dòng)提供一個(gè)橫向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)返回聲波產(chǎn)生一幅海洋底部地下結(jié)構(gòu)的三維圖像。童衛(wèi)青華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.5.7超聲波成像（1）超聲波系統(tǒng)（一臺(tái)計(jì)算機(jī)、由超生波和接受器組成的超聲探頭和顯示器）向身體傳輸高頻(1～5MHz)聲脈沖。（2）聲波傳入體內(nèi)并碰撞組織間的邊緣（流體和軟組織之間，軟組織和骨之間），聲波的一部分返回，一部分聲波繼續(xù)傳播直到達(dá)到另一邊界并反射。（3）計(jì)算機(jī)根據(jù)聲波在組織中的傳播速度和每個(gè)回波返回的時(shí)間計(jì)算從探頭到組織或邊界的距離．（4）系統(tǒng)在屏幕上顯示回波的距離和強(qiáng)度形成的二維圖像。