光电图像处理绪论.ppt
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1、电子科技大学 光电信息学院 二一四年2月26日,第一章光电图像处理概述,彭真明E-mail:pengzm_,Introduction to Optoelectronic Image Processing,主要内容,课程介绍数字图像的基本概念数字图像的发展历史数字图像处理的研究内容光电图像处理技术及应用,一、教师介绍,全日制研究生课程图像处理及应用,一、课程介绍,适用专业:光电信息科学与工程,电子信息工程、通信工程、生物医学工程及自动化等。,课程内容(40学时课堂教学+8学时上机),第一章 光电图像处理概述(2学时)第二章 光电图像处理基础(2学时)第三章 图像增强(6学时)第四章 图像变换(8
2、学时)第五章 图像复原(4学时)第六章 图像编码与压缩(4学时)第七章 图像分割与描述(8学时)第八章 图像融合及应用(2学时)第九章 运动目标检测与跟踪(4学时),一、课程介绍,教学日历:1-13周,每周4学时,周三/五,7-8节/3-4节。成绩构成:平时成绩(20分)+上机(20分)+期末(60分)课程设计(4学时,另计学分)要求:至少掌握1门编程语言 VC+或 Matlab 答疑地点 逸夫楼217或239,一、课程介绍,教材及主要参考资料:彭真明等,光电图像处理及应用,电子科技大学出版社,2008。冈萨雷斯.数字图像处理(第三版).北京:电子工业出版社,2011。Rafael C.Gon
3、zalez,Richard E.Woods,Digital Image Processing,Third Edition,北京:电子工业出版社,2010。Kenneth R.Castleman,数字图像处理(影印版),北京:清华大学出版社,2003,一、课程介绍,一、课程介绍,主要内容,课程介绍数字图像的基本概念数字图像的发展历史数字图像处理的研究内容光电图像处理技术及应用,一、引言,人类通过眼、耳、鼻、舌、身接收信息,感知世界。约有75%的信息是通过人眼(视觉系统)获取的。,“图像”为“事件或事物的一种表示、写真或临摹,或一个生动的或图形化的描述”。“图”是物体透射光或反射光的分布;“像”是
4、人的视觉系统对图的接收在大脑中形成的印象或认识;“图像”是两者的结合;图像是客观景物通过某种系统的一种映射;从广义上说,是自然界景物的客观反映。,二、数字图像的基本概念,模拟图像(物理图像):直接从观测系统(输入系统)获得、未经采样和量化的图像;模拟图像在空间分布和亮度取值上均为连续分布。数字图像:图像的数字表示或经过采样和量化的图像,像素就是离散单元,量化的灰度就是数字量值。,二、数字图像的基本概念,光电图像 不同观测(成像)系统下观测得到的包括可见光、红外线、紫外线、X射线、微波、超声波及伽马射线等不同波段成像得到的模拟或数字图像。,二、数字图像的基本概念,图像存储系统,图像输入系统,图像
5、处理与分析系统,图像输出系统,基本的光电图像处理系统,二、数字图像的基本概念,数字图像处理就是用数字计算机处理所获取视觉信息的技术。依赖于数字计算机和其它相关技术(如数据存储,显示,和传输)的发展。,光电图像处理不仅包含数字图像处理的全部内容,而且还需要考虑和涉及图像的采集、处理、显示、传输、存储等一体化系统及光电领域的各种应用技术等。,二、数字图像的基本概念,数字图像的采集与获取,采集方式A/D,二、数字图像的基本概念,数字图像的采集与获取,CCD/CMOS图像传感器器 数码相机 数字摄像机,二、数字图像的基本概念,数字图像的采集与获取,各种数字扫描设备电荷耦合器件(Charge Coupl
6、ed Device,CCD)接触式图像传感器(Contact Image Sensor,CIS)互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS),二、数字图像的基本概念,图像的数字化:采样和量化为了便于计算机处理,图像函数f(x,y)在空间和取值上必须数字化。,连续图像,数字图像,离散化,二、数字图像的基本概念,图像的数字化:采样和量化 图像的采样(Sampling):,空间坐标(x,y)的数字化被称为图像采样,确定水平和垂直方向上的像素个数N、M,像素(pixel),二、数字图像的基本概念,图像的数字化:采样和量化 图像的量化(
7、Quantization):,取值的数字化:被称为图像灰度级量化,量化处理:将f 映射到Z的处理,Z的最大取值:确定像素的灰度级数G=2m。,二、数字图像的基本概念,数字图像的数学表示,二、数字图像的基本概念,数字图像的数学表示,二、数字图像的基本概念,空间分辨率(Spatial Resolution),512512,256256,128128,6464,采样引起的空间分辨率与图像质量,数码相机:307223047077888(700万像素)259219445038848(500万像素),二、数字图像的基本概念,灰度分辨率(Gray Resolution),量化引起的灰度分辨率与图像质量,51
8、2,256,128,64,8,4,二、数字图像的基本概念,原图,低色调,低对比度,低饱和度,主要内容,课程介绍数字图像的基本概念数字图像的发展历史数字图像处理的研究内容光电图像处理技术及应用,三、数字图像处理的发展历史,20世纪20年代,纽约伦敦海底电缆传输数字化的新闻图片。传递时间从一个多星期减少到3个小时。,1921年电报打印机采用特殊字符在编码纸带得到的图像。,1922年在信号两次穿越大西洋后,从穿孔纸得到的图像。图像通信系统信源编码和信道编码。,1929年从伦敦到纽约15级色调通过电缆传递照片。从早期5个灰度到15灰度。现在的网络、移动通信再次历经这个过程。,20世纪五十年代中期在太空
9、计划的推动下开始这项技术的研究。重要标志是1964年美国喷气推进实验室(JPL)正式使用数字计算机对“徘徊者7号”太空船送回的四千多张月球照片进行了处理。,美国航天器传送的第一张月球照片,1964年7月31日在光线影响月球表面17分钟摄取的图像。,2007年10月24日18时05分04秒西昌卫星发射中心“嫦娥一号”卫星,11月20日传回的首张图片,三、数字图像处理的发展历史,月球背面一个典型的辐射线撞击坑,三、数字图像处理的发展历史,通过反演得到三维重建图,生物医学图像处理,1901年伦琴因发现X射线获得首届诺贝尔物理学奖。,三、数字图像处理的发展历史,主要内容,课程介绍数字图像的基本概念数字
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