数字图像处理 第一章.ppt

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1、数字图像处理,信息学院,教学计划,课程性质和任务 通过本课程的学习，系统地了解数字图像的基本概念、数字图像形成的原理，掌握数字图像处理的理论基础和技术方法。着重掌握数字图像的增强、复原、压缩和分割的技术方法，为今后能够从事有关数字图像处理的研究和技术方法应用等工作掌握必备的基础知识。先修课程 高等数学,线性代数 教材 冈萨雷斯著，阮秋琦译 数字图像处理（第二版）电子工业出版社 2003年3月 参考书：图像处理和分析，章毓晋，清华大学出版社，2000年6月,教学计划,课程内容 第1章 绪论 第2章 数字图像基础 第3章 空间域图像增强 第4章 频率域图像增强 第5章 图像复原 第8章 图像压缩

2、第10章 图像分割,教学要求,考核方式 本课程的考核分为平时成绩、副卷成绩、期末考试成绩两大部分，其中期末考试以闭卷笔试为主。总成绩按以下公式计算：总成绩平时成绩20%副卷成绩20%+期末成绩60%,第1章 绪论 本章要点,数字图像处理的概念 数字图像处理的应用实例 数字图像处理的基本步骤 数字图像处理系统的组成,1.1 数字图像处理及其特点,计算机方便处理,像素,用二维矩阵表示,灰度信息数字化,将模拟图像数字化的主要设备是扫描仪。将视频画面数字化的设备有图像采集卡。,数码照相机、数码摄像机。,第1章 绪论 数字图像处理的概念,1.数字图像的表示：f(x,y)表示一幅图像，x,y,f为有限、离

3、 散值,第1章 绪论 数字图像处理的概念,2.图像处理涉及的相关领域：（图像分析、计算机视觉）低级处理：输入输出均为图像（如图像缩放、图像平滑）中级处理：输入图像，输出提取的特征（如区域分割、边界检测）高级处理：理解识别的图像(如无人驾驶，自动机器人)3.数字图像处理 包括输入和输出均是图像的处理，同时也包括从图像中提取特征及识别特定物体的处理。文本识别的例子,第1章 绪论数字图像处理的起源与发展,1.20世纪20年代 第一次通过海底电缆传输图像,1921年用电报打印机采用特殊字符在编码纸带中产生的图像,1922年在信号两次穿越大西洋后，从穿孔纸带得到的数字图像,第1章 绪论数字图像处理的起源

4、与发展,1929年从伦敦到纽约用15级色调设备传送的照片,第1章 绪论数字图像处理的起源与发展,2.20世纪60年代早期 第一台执行有意义的图像处理任务的大型计算机 计算机的发展，空间项目开发 利用计算机改善空间探测器发回的图像工作,美国航天器传送的第一张月球照片，“旅行者7号”卫星1964年7月31日9点09分（东部白天时间）在光线影响月球表面17分钟时摄取的图像,第1章 绪论数字图像处理的起源与发展,3.20世纪60年代末、70年代初 开始用于医学图像、地球遥感、天文学等领域 计算机轴向断层术(CAT,CT)获诺贝尔医学奖,胸部X射线图像,头部CT图像,第1章 绪论数字图像处理的起源与发展

5、,4.至今 广泛用于工业、医学、生物科学、地理学、考古学、物理学、天文学等多个领域 太空技术：航天技术、空间防御、天文学 生物科学：生物学和医学 刑事/物证：指纹、人脸分析 国防：军事探测 工业应用：产品检测 日常生活应用：照片编辑、影视制作5.利用图像处理技术帮助解决机器感知问题,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,根据信息源分类（电磁波谱）,根据光子能量排布的电磁波谱,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,Gamma射线,骨骼扫描PET图像天鹅星座环来自反应器电子管的伽马辐射,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,X射线,（a）胸部X射线图像（b）主动脉造影图像（c）头部CT（d）电路板

6、（e）天鹅星座环,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,紫外线成像,(1)普通谷物(2)被真菌感染的谷物(3)天鹅星座环,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,可见光与红外波段成像,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,可见光与红外波段成像,利用可见光显微镜获取的图像,(1)紫杉酚 250倍(2)胆固醇 40倍(3)微处理器 60倍(4)镍氢化物薄片 600倍(5)音像CD表面 1750倍(6)有机超导 450倍,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,可见光与红外波段成像,华盛顿地区的卫星图像,第1章 绪论数字图像处理的应用实例,第1章 绪论数字图像处理的应用实例,第1章 绪论数字图像处理的应

7、用实例,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,可见光与红外波段成像,飓风图像,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,可见光与红 外波段成像,美洲的红外卫星图像,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,可见光与红 外波段成像,利用图像处理技术检测产品(a)电路板(b)封装的丸剂(c)瓶子(d)清洁塑料上的气泡(e)谷物(f)眼部种植体图像,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,可见光与红 外波段成像,(a)指纹(b)纸币(c)自动读取牌照,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,微波段成像（雷达）不受气候、光照条件影响，可以穿透云层，通过植被、冰层和极干燥地区,西藏东南山区航天器拍摄的雷达图像,第1

8、章 绪论数字图像处理的应用实例,第1章 绪论数字图像处理的应用实例,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,无线电波成像,(a)膝盖(b)脊椎,磁共振成像(MRI),第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,其他图像成像方式 声波成像,地震模型横截面图像，箭头指示碳氢化合物,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,其他图像成像方式 超声波成像,(a)胎儿(b)胎儿另一侧(c)甲状腺(d)肌肉层有损害,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,其他图像成像方式 电子显微镜成像,(a)过热损坏的钨丝 250倍(b)损坏的集成电路 2500倍,第1章 绪论 数字图像处理的应用实例,其他图像成像方式 计算机合成,

9、(a)和(b)分形图像(c)和(d)从显示物体的三维计算机模型产生的图像,第1章 绪论数字图像处理的起源与发展,第1章 绪论数字图像处理的起源与发展,第1章 绪论数字图像处理的基本步骤,第1章 绪论数字图像处理的基本步骤,图像获取、表示和表现 Image Acquisition Image,Representation and Presentation 图像增强 Image Enhancement图像增强是对图像质量在一般意义上的改善。图像复原 Image Restoration 复原技术是已知图像品质下降的原因时，对图像进行校正。图像分割 Image Segmentation 把图像分成区域

10、的过程就是图像分割。图像压缩 Image Compression 彩色图像处理 Color Image Processing 图像形态学 Morphological Processing 提取图像的形态分量,第1章 绪论图像处理系统的构成,1.4 数字图像处理系统,数字图像处理系统硬件,电视摄像机 扫描仪 数码照相机 遥感图像获取设备,计算机图像输入卡（采集卡)显示卡图像存贮装置,图像数字化设备,输入图像,输出图像,打印机绘图仪,图像处理计算机,图像输出设备,第1章 绪论图像处理系统开发软件,Mathlab 图像处理工具箱 MATLAB具有相当强大的矩阵运算和操作功能，MATLAB图像处理工具箱提供了丰富的图像处理函数，灵活运用这些函数几乎可以完成所有的图像处理工作，大大节省编写低层算法代码的时间,避免程序设计中的重复劳动 LeadTools 图形、图像软件开发包 SPIDER（Subroutine Package for Iamge Data Enhancement and Recognition）AVS（Application Visualization System）,