圖像處理介紹與應用實例課件

數字圖像處理

第一章緒論圖像處理介紹與應用實例參考書

R.C.Gonzalez,DigitalImageProcessing(數字圖像處理阮秋琦譯)stleman,DigitalImageProcessing（數字圖像處理，朱志剛等譯）阮秋琦，數字圖像處理學圖像處理介紹與應用實例主要內容數字圖像處理的概念圖像處理的起源圖像處理技術分類數字圖像處理系統組成數字圖像處理主要內容數字圖像處理應用數字圖像處理發(fā)展方向圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理的概念人類獲取信息的重要來源：視覺60%；聽覺20%；其他20%人類視覺的延伸——X射線—可見光—紅外—微波；聲成像

圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理的概念什么是圖像？圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理的概念照片圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理的概念圖、畫二維條碼圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理的概念數學函數（分形）圖圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理的概念數學函數（仿真）圖圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理的概念紅外圖像(美國攻打阿富汗)CT圖像(肺與皮膚)不可見圖像圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理的概念數字圖像是指由被稱作像素的小塊區(qū)域組成的二維矩陣。將物理圖像行列劃分后，每個小塊區(qū)域稱為像素（pixel）。每個像素包括兩個屬性：位置和亮度（或色彩）。對灰度圖像而言，每個像素的亮度用一個數值（即灰度值）來表示，通常數值范圍在0到255之間，即可用一個字節(jié)來表示，0表示黑、255表示白，而其它表示灰度級別。什么是數字圖像圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理的概念圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理的概念數字圖像的特點信息量大 （計算量大，實時性難度大）冗余性（象素間相關性大—圖像壓縮的前提）頻帶寬視覺效果的主觀性大圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理的概念由于數字圖像處理是多學科交叉領域，因此充斥著相互矛盾和不準確的定義。數字圖像處理：是指將一幅圖像轉變?yōu)榱硪环鶊D像。數字圖像分析：是指將一幅圖像轉換為一種非圖像的表示。但數字圖像處理通常又包括數字圖像分析。計算機圖形學：用計算機將由概念或數學描述所表示的物體圖像（非實物）進行處理和顯示的過程。如機械圖、建筑圖等，動畫、虛擬現實等（可視化）。計算機視覺：基于圖像的測量技術；用計算機技術發(fā)展能夠理解自然景物的視覺系統。（輸出是參數或者描述）數字圖像處理術語圖像處理介紹與應用實例圖像處理的起源最早應用于20世紀20年代，報紙業(yè)

1921年電報打印機采用特殊字符在編碼紙帶打印。輸出設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。圖像通信系統信源編碼和信道編碼。1929年從倫敦到紐約15級色調通過電纜傳遞照片。從早期5級灰度到15級灰度?，F在的網絡、移動通信再次歷經這個過程。圖像處理介紹與應用實例圖像處理的起源數字圖像處理作為一門學科追溯到60年代，1964年美國噴氣推進實驗室利用計算機對“徘徊者7號”太空船送回的四千多張月球照片進行了處理。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。圖像處理介紹與應用實例圖像處理的起源60年代末，數字圖象處理形成一個比較完整的理論與技術體系，從而構成了一門獨立的技術70年代，CT的發(fā)明，血球自動分類儀的商業(yè)化CT發(fā)明獲得1979年諾貝爾醫(yī)學獎。X射線1901年物理學獎。70年代以來迅猛發(fā)展。廣泛應用于太空探索，遙感應用，生物醫(yī)學工程工業(yè)應用，軍事應用等方面。圖像處理介紹與應用實例圖像處理技術分類模擬圖像處理：光學、電信號處理，包括光學透鏡處理、照相、廣播電視等優(yōu)點—處理速度快，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，不易保存數字圖像處理：采用數字計算機對數字化形式的圖像進行處理優(yōu)點—精度高，處理內容豐富，處理手段靈活缺點—計算量大，速度慢，且保持靜止圖像處理介紹與應用實例圖像處理技術分類數字圖像處理功能分類

將一幅圖像變?yōu)榱硪环涍^加工的圖像，是圖像到圖像的過程。（面向人）將一幅圖像轉化為一種非圖像的表示，如一個決策等。（面向機器）圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理系統組成數字圖像處理系統由圖像數字化設備、圖像處理計算機和圖像輸出設備組成。圖像數字化設備：掃描儀、數碼相機、攝象機與圖像采集卡等圖像處理計算機：PC、工作站等（通常將存儲設備也包括在內）圖像輸出設備：打印機、繪圖儀等圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理系統組成圖像傳感器特殊圖像處理硬件計算機大規(guī)模存儲圖像顯示圖像處理軟件硬拷貝問題域網絡圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理內容圖像增強—去除干擾；突出主要特征；提高圖像對比度。包括平滑（去噪）與銳化技術圖像復原—將降質圖像（畸變、模糊）恢復到原真實圖像（逆問題，需要降質模型）圖像壓縮編碼—（圖像傳輸與存儲需要）圖像分析—包括特征提取、圖像分割、圖像描述、圖像理解（模式識別）圖像重建—由多幅二維圖像恢復物體的三維結構圖像變換（數學方法）

—

離散付氏變換、余弦變換、沃爾什（哈達瑪）變換、K-L變換、小波變換等圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用航天及遙感月球圖像火星圖像圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用颶風的多光譜圖像西藏東南山區(qū)雷達圖像圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用美洲的紅外線圖像圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用工業(yè)檢測電路板；封裝丸劑；瓶裝液體；塑料中氣泡；谷物；目鏡攙雜物圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用網裂龜裂公路損害檢測圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用醫(yī)療診斷胸部X射線成像血管造影圖像頭部CT圖像圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用超聲波成像的例子不同角度的胎兒成像甲狀腺；受損肌肉層圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用多器官偽彩顯示三維彩色CT技術圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用（觀察角度變化）圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用生物個體特征識別人臉臉部熱量圖指紋——幾種常見的生物個體特征圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用手形手部血管分布

虹膜視網膜

簽名

聲音圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用軍事偵察、高精度制導（夜視

紅外傳感；智能火炮/圖像制導視頻跟蹤；毫米波成像）圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用視頻跟蹤示例監(jiān)視目標計算機攝像頭云臺圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用通訊（圖像壓縮編碼；可視電話）其它

數字水印技術—指在數字化的數據內容中嵌入不明顯的記號。被嵌入的記號通常是不可見或不可察的，但是通過一些計算操作可以被檢測或者被提取。水印與源數據（如圖象、音頻、視頻數據）緊密結合并隱藏其中，成為源數據不可分離的一部分，并可以經歷一些不破壞源數據使用價值或商用價值的操作而保存下來。圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用原始圖像加入水印后的圖像水印圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用基于內容的圖像檢索——在海量圖像（視頻）數據庫中，僅根據樣本圖像的內容，完成查詢和檢索。樣本圖像圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用系統界面示例圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用基于視頻的車輛檢測——利用道路監(jiān)視用的視頻設備，獲得當前時候通過某個監(jiān)視路段的車輛情況（車流量、車型及跟蹤）。背景提取圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用判斷當前幀目標物的點和非目標物的點對非目標物的點進行更新背景更新圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用

背景差

車輛預提取

車輛陰影部分車輛提取結果車輛提取圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用對目標物進行貼標簽車輛標識圖像處理介紹與應用實例數字圖像處理應用車輛跟蹤進入區(qū)跟蹤區(qū)檢測線離開區(qū)圖像處理介紹與應