数字图像处理第一章-引言课件

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1、《数字图像处理》讲课教师：姜志国、谢凤英、赵丹培实验辅导：李露北航宇航学院图像处理中心第一章引言1.1概述1.2图像处理的内容1.3图像处理的特点1.4图像的数据格式1.5视觉现象1.6颜色与颜色空间1.7图像处理系统框图人类离不开图像，计算机图像技术渗透到各个科技领域，百闻不如一见。画面比文字更形象生动，人类70%信息来自视觉。21世纪，信息技术、生命科学、航空航天为重要发展方向。图像技术在其中起着重要的作用。1.1概述一、图像的重要性图像处理识别的过程：人类：一幅图像——图上有字——中文字含义计算机：采集——分析——识别（判断）信息

2、获取预处理特征提取和选择分类决策分类器设计训练过程模式识别系统的基本构成1.1概述二、图像处理是交叉边缘学科是计算机、传感器、信息技术、信号处理、人工智能、模式识别、认知科学、应用对象等的交叉学科和技术。图像工程：图像处理——图像分析——图像理解1.1概述三、图像处理分类模拟(光学)图像处理――实时光学（实时，速度快）但只是有限处理）如：望远镜、显微镜、哈哈镜、透镜、胶片合成照相、凸透镜－－实时FFT变换1.1概述图像信息实质上是人的视觉系统或成像系统，对物体辐射、反射或者透射光的反应。二维图像信息可以看成是二维光学空间序列，因此也可以

3、用光学系统处理。光学图像处理优点：速度快、信息量大、分辨率高、经济缺点：精度低、操作麻烦、不灵活、稳定性差、系统笨重体积大1、光学图像处理优缺点光学图像处理放置图像f(x,y)傅里叶变换F(u,v)2、光学傅里叶变换光学图像处理根据惠更斯——菲涅尔光学衍射原理，会聚透镜具有二维傅里叶变换的本领。为波长其中2、光学傅里叶变换光学图像处理例1单缝衍射光学图像处理实例：不同缝宽的单缝衍射光学图像处理光学图像处理实例：不同波段的单缝衍射3、图像信息的光学处理光学图像处理1)空间滤波公式2)空间滤波原理光学图像处理在P2平面内得到傅里叶频谱图像F

4、(u,v)，若在P2内设置一块振幅分布为H(u,v)得透明片，那么经过透明片的图像频谱为F(u,v)H(u,v)，再经过L2后，在P3中得到滤波后的图像g(x,y)。3、图像信息的光学处理光学图像处理4、空间滤波举例光学图像处理4、空间滤波举例光学图像处理4、空间滤波举例三、图像处理分类数字图像处理随着计算机处理速度和数据量增加发展起来的。第阶段：科学计算，有限个原始数据；第阶段：数据管理应用；第阶段：数字图像处理。如一幅spot星卫片8000×8000×7(波段)=64M×7(数据量之大)1.1概述四、数字图像技术应用我国发射的

5、多颗卫星，多数用于对地观测和侦察。微机普及－－图像民用、普及、计算机成熟是图像技术普及应用基础。数字图象处理技术已应用到各个领域，以下举几个例子1.1概述(1)遥感图像应用农业普查、森林覆盖计算、水利工程等的客观估计计算、森林火灾监护－－客观反映火灾情况、面积。四、数字图像技术应用1.1概述QuickBird示例影像:北京颐和园高分辨率卫星影像，拍摄时间为2003年9月。(1)遥感图像应用水体界线的确定，在近红外图像上，水体呈黑色。(1)遥感图像应用(2)导弹末制导图像识别技术应用于导弹的精确未制导，使其精确打击目标。如：机场、桥梁等。

6、四、数字图像技术应用1.1概述(3)生物特征识别军事、公安中的人脸、指纹、掌纹识别等。四、数字图像技术应用1.1概述(4)医学应用CT、MR1、PET、B超、DSA、血管造影、红外乳腺、显微病理、电子显微镜、远程医疗图像、皮肤图像、X线、γ刀与χ刀脑外科等等离不开图像。四、数字图像技术应用1.1概述全自动细胞DNA定量分析检测系统(4)医学应用(5)工业图像X线控探伤（轴）、X线检察、三维测量（定位、形状测量）、机器人视觉、商检。四、数字图像技术应用1.1概述模拟CT断层图像实验结果实际CT图像实验结果CT图像中缺陷的快速定位方法(5)

7、工业图像(6)民用数码相机、照片扫描管理等。四、数字图像技术应用1.1概述一、图像的定义客观对象（物体）一种仿真的或模拟的描述，一种生动的图形表述。图像指广义的概念：ImageImage是Object之一子集可见不可见数学函数光学画面照片可测量的物理量温度压力等曲线1.2图像处理的内容二、数字图像数学模型：抽象为数字矩阵：f：代表该像素彩色或灰度值；脚码代表象素的坐标位置。一幅数字图像可描述为如下模型：(pictureelement=pixel)1.2图像处理的内容由模拟照片到数字图像的过程。采样：将图像分成离散的（横竖均匀的）网格点。

8、量化：将图像上各个网格点的黑白及彩色程度做数字量化，如：256级，由0到255，亮度从黑到白变化，人眼仅能分辨50左右级灰度。人眼分辨率远远小于目前仪器设备分辨率，但图像质量最终判别依据是人。几何：80点/