数字图像处理期末整理

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1、第一章引言l科学的四大基本问题：物质的本质、宇宙的起源、生命的本质、智能的产生l“智能”的前提与必要条件——感知能力：通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力。l自然界中的一切生命形式与环境的相互作用，视觉感知是最基本的：1.人类信息的80%来自视觉(50%大脑皮质)2.功能与结构存在对应关系3.生物视觉系统提供了依据1.图像中的历史世界上第一幅图像（1827年）法国印刷工人尼埃普斯第一张彩色风景照片（1877年）由发明减色法拍照的的L·D·杜国·豪伦拍摄1921年，通过字符模拟电报打印机产生的数字图像1922年，通过光学还原电

2、报打印机产生的数字图像1929年，通过15级色调的Pershing,Foch会面图像第一张数码照片（1957年）医学CT（1979，诺贝尔奖）科马克和洪斯菲尔德2.学习本课程的意义掌握图像处理基本编程能力；理解如何采用数学理论解决实际问题3.数字图像处理能解决什么问题传统应用领域——医学、军事、航天；模式识别、人工视觉热门应用领域——印刷制版、电视、互联网、多媒体、DRM;电影特技、游戏动画制作、数字相机；虚拟现实、电子商务、宽带应用、DAM反腐DRM（DigitalRightsManagement）内容数字版权加密保护技术DAM（Digit

3、alAssetManagement）数码资产管理，涵盖构造、检索、共享照片等数码资产的各个方面1.数字图像处理和相关学科的联系遥感：美国JPL实验室（JetPropulsionLaboratory）探索者月球图像、勇气号火星图像、农作物产量计算、农作物病情防治、山林防火等视频监视、公安：银行防盗，人脸识别等工业检测与测量：公路路面破损图像识别军事侦察、高精度制导医疗诊断：CT技术，癌细胞识别等通讯：可视电话，视频点播等影视业、娱乐、公众服务：广告，基于内容检索等数码相机的“笑脸技术”；车辆自动计数；指纹识别；Photoshop＝“图像艺术化处

4、理”；PremierePro＝“视频艺术化处理”l应用领域示例(1)视频通信：可视电话，电视会议，按需电视，远程教育；(2)文字档案：文字识别，过期档案复原，邮件分捡，支票，签名辫伪，办公自动化；(3)生物医学：红白血球计数，染色体分析、X光、CT、MRI、PET图像分析，医学手术模拟规划，远程医疗；(4)遥感测绘：巡航导弹制导，无人驾驶飞机飞行，精确制导，矿藏勘探，资源探测，气象预报，自然灾害监测；(5)工业生产：工业检测，工业探伤，自动生产流水线监控，移动机器人，无损探测，金相分析，印刷板质量检验，精细印刷品缺陷检测；(6)军事公安：雷达

5、图像分析、巡航导弹路径规划/制导，罪犯脸形合成、识别，指纹、印章的鉴定识别；(7)交通管理：太空探测、航天飞行、公路交通管理。l数字图像处理目的对图像进行艺术化处理，让人们得到视觉享受对图像进行内容分析，根据图像内容进行某种决策判断l与数字图像处理相关的研究领域计算机图形学：“计算机艺术”（示例——虚拟光照）计算机视觉：能够理解自然景物的系统三者密不可分第一章数字图像的基本概念图像处理技术1.图像的概念有三个与图像有关的英语词：“Picture”画、图画、图像、图片、电影等等；“image”像、图像、景像、映像、影像、映射等；“Pattern

6、”模型、式样、样本、图案、图、图形等。区分：Picture指与照片等相似的用手工描绘的人物或景物，侧重于手工描绘的一类“画”。Pattern指图形，在拉丁语中指裁衣服的纸样。因此，它主要是指图案、曲线、图形。Image是指用镜头等科技手段得到的视觉形象。可定义为：“以某一技术手段被再现于二维画面上的视觉信息”通俗说法：Image是用技术手段把目标（Object）原封不动的一模一样地再现的景物。包含用计算机等机器产生的景物。l本课程所说的图像处理应为“ImageProcessing”。要处理的主要有属于照片、复印图、电视、传真、计算机显示的一类

7、图像。2.有关光学的预备知识l发光强度(I)(Intensity)==》光源发光的功率单位主要有两种：烛光功率（CandlePowerCP)：1CP是指标准蜡烛发出的光。标准蜡烛是用鲸脑油制成，重1/6磅，燃烧率为120格令（1格令＝0.0648克）的蜡烛。新烛光(Candlecd)：1cd就是“全幅射体”加温到铂的熔点（2024oK）时1平方厘米表面面积上发出的光的1/60。“全幅射体”：某一物质加热到某一温度时，它发出的能量分布在整个可见光范围内。理论上的全幅射体就是一个完全黑体，当冷却后，它将吸收所有入射到它上面的光。实用中可认为1cp

8、=1cdl光通量(φ)每秒钟内光流量的度量。单位：流明(lumen--lm)。流明是指与1cd的光源相距单位距离，并与入射光相垂直的单位面积上每秒钟流经的光流量叫１