数字图像处理0102CH.ppt

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1、教师：曾东主楼西101,数字图像处理,数字图像处理,用计算机处理图像。研究去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。,应用领域,航天和航空技术方面生物医学工程方面通信工程方面工业和工程方面军事公安方面文化艺术方面机器人视觉视频和多媒体系统科学可视化电子商务,Rafel C.Gonzalez and Richard E.Woods,”Digital Image Processing,second edition”.Publisher:House of Electronics Industry.,教材:,VC+数字图像处理.何斌.邮电.2001,VC+数字图像获取、处理及实践应用.杨

2、枝灵.邮电.2003,VC+数字图像模式识别技术及工程实践.张宏林.邮电.2003,VC+实现MPEG/JPEG编解码技术.张益贞.邮电.2003,参考书:,48h40 h8h14/16成绩构成：20:10:0:70,提纲,什么是数字图像？什么是数字图像处理？,提纲,什么是数字图像？什么是数字图像处理？,数字图像在PC中的表示关键概念,关键点,什么是图像,图像：是物理场景或另外一个图像的表示,什么是数字图像,数字图像(1/4),数字图像：离散的点构成,数字图像(2/4),x,y,加坐标,赋一2D函数,数字图像：2D离散函数,数字图像:对于一个2D函数 f(x,y)x,y:(空间)坐标幅度 f:

3、亮度(在坐标(x,y)如果 x,y,和 f 都是有限的,离散量化的数值 digital image,数字图像(3/4),x,y,NM（宽/列高/行）的数字图像常表示为一个矩阵的形式,1st column,每个点叫做像素“pel”or“pixel”,在3D中称为体素“voxel”,数字图像(4/4),float Mean(BYTE*p,int N,int M)float sum=0;for(int y=0;y M;y+)/row,height for(int x=0;x N;x+)/col.,width sum+=pxy;return sum/(N*M);mean=sum(sum(P)/(N*M

4、);,例子,If P is a 1D array?,Continue,cdata(高/行,宽/列)=cdata(70,30)=68,关键概念,空间分辨率Spatial Resolution灰度级分辨率Gray-Level Resolution像素类型Pixel Type图像格式Image Format,图像中能看到的场景的最小细节由采样率(单位距离采样点数,ex:dpi)决定，相当于使用像素的物理尺寸来决定,空间分辨率(1/2),空间分辨率(2/2),所能辨别的最小灰度级变化用于确定表示图像的灰度级个数,灰度级分辨率(1/2),L 表示灰度级个数，一般,其中k代表表示每个像素值的位数bits，

5、且像素值,灰度级分辨率(2/2),Gray image:,-gray level:L=256,8bit,-gray value:0-255(0:black,255:white),图像类型(1/3),Color Image:,-3 Components(RGB)-gray 0-255(0,0,0):black,(255,255,255):white),图像类型(2/3),Binary image:,-gray level L=2,1bit,-only tow gray 0,1(0:black,1:white),T:124,图像类型(3/3),图像格式,.bmp,.tif,.jpg,.dcm,he

6、lp,whos imread,imwrite,imshow,imfinfo,size dicomread，dicominfoDemo作业:写出图像 mean,maximum,minimum,variance 的子程序,MATLAB 实用函数,提纲,什么是数字图像？什么是数字图像处理？,什么是DIP?如何处理像素间的关系,内容,数字图像处理：用计算机处理图像分为3类处理:Low-level 低级处理:主要操作：去噪noise reduction,对比度增强contrast enhancement,图像锐化image sharpeningInput:image Output:imageMid-le

7、vel中级处理:主要任务：分割segmentation,表示representation,描述descriptionInput:image Output:attributes extracted from images High-level高级处理“Making sense”of an ensemble of recognized objectsInput:image(sequence)Output:interpretation,数字图像处理,计算机视觉,什么是DIP?,Low-Level Process(1/3):Noise Reduction,Low-Level Process(2/3):

8、Image Enhancement,Low-Level Process(3/3):Image Sharpening,Mid-Level Process(1/3):Line Detection,Mid-Level Process(2/3):Segmentation(2/3),left ventricle of human heart,Compactness:2.5Moment:3.9Fourier descriptor:48.2,Mid-Level Process(3/3):Representation,A man carrying a gun is sitting on a chair,Hig

9、h-Level Process:Interpretation,PACSDCMTK:DICOM ToolkitVTK:Visualization ToolkitITK:Insight Segmentation and Registration ToolkitvtkINRIA3D,Open-source Codes,Fingerprint Recognition,1、Fingerprint sensing,2、Fingerprint feature extraction,3、Fingerprint Matching,如何处理,DIP系统组成图像操作,Components of DIP system

10、,Figure 1.24(p29),Building a medical 3D workstation,图像操作,线性算子Linear Operators,邻域Neighbors邻接Adjacency连通Connectivity区域Region边界Boundary/边缘edge,像素间的关系,像素的邻域,x,y,Neighbors(Spatial Position)of P=(x,y),(x-1,y-1),(x,y-1),(x+1,y-1),(x-1,y),(x+1,y),(x-1,y+1),(x,y+1),(x+1,y+1),邻接(1/2),是邻域满足相似性准则(a set V),-4-邻接

11、:如果q 是N4(p)，且p 和q 属于V,-8-邻接:如果q 是N8(p)，且p 和q 属于V,-m-邻接:p 和q 属于V，如果是m-adjacent，则:(1)q 是N4(p),或者(2)q 是Nd(p)且 N4(p)与N4(q)的交集 没有属于V的像素.,邻接(2/2),通路,A path between p and q:(x0,y0)=p,(x1,y1),(xn,yn)=q,closed,Length=n,connected,连通和区域,集合S中任意像素p,所有连接到p的像素称为S的connected component连通组分.如果S中只有一个组分,S就称为连通集connected set，S 也称为图像的一个 Region区域,边界与边缘,区域R的 boundary(border or contour)是区域中像素的集合，这些像素的邻域像素有一个或多个不再R中.这是闭合通路closed path,是一个全局概念“global”.Edges are 是像素的导数derivative值形成的，是一个局部概念“local”.,self-study:2.9,2.11,2.15,2.19,Homework,