[工学]数字图像处理

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1、数字图像处理DigitalImageProcessing刘斌主要参考书：1.基于MATLAB的系统分析与设计：图像处理王晓丹吴崇明编西安电子科技大学出版社2.图像工程(上册）————图像处理与分析章毓晋编清华大学出版社3.数字图像处理学阮秋琦编电子工业出版社4.MATLAB工具箱应用指南————信息工程篇伯晓晨李涛刘路等编电子工业出版社第1讲图像处理导论本讲主要介绍数字图像处理的基本概念知识：什么是图像？数字图像如何在计算机中表示？什么是图像处理？数字图像处理的意义何在？数字图像处理包含哪些方面的内容？数字图像处理有哪些方法？1数字图像处理的起源与意义人类传递信息的主要媒介是

2、语音和图像。据统计，在人类接受的信息中，听觉信息占20%,视觉信息占60%，其它如味觉、触觉、嗅觉信息总的加起来不过占20%。可见图像信息是十分重要的。“百闻不如一见”嘛！但图像通信的发展就大大落后于语音通信。数字图像处理技术起源于20世纪20年代，当时通过海底电缆从英国伦敦到美国纽约传输了一幅照片，它采用了数字压缩技术。就1920年的技术水平看，如果不压缩，传一幅图片要一个星期时间，压缩后只需要3小时。1964年美国的喷气推进实验室处理了太空船“徘徊者七号”发回的月球照片，这标志着第三代计算机问世后数字图像处理概念开始得到应用。其后，数字图像处理技术得到迅速发展，目前已成为

3、工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理学、化学、生物学、医学甚至社会科学等领域各学科之间学习和研究的对象。如今图像处理技术已给人类带来了巨大的经济效益和社会效益。图像处理科学对人类具有重要意义，它表现在如下三个方面：(1)图像是人们从客观世界获取信息的重要来源；(2)图像信息处理是人类视觉延续的重要手段；(3)图像处理技术对国计民生有重要意义。2图像的含义什么是图像？数字图像是如何在计算机中表示的？客观世界在空间上是三维(3-D)的,但一般景物得到的图像是二维(2-D)的。一幅图像可以用一个2-D函数或数组f(x,y)表示，（x,y）表示坐标点的位置，而f表示点(x,y)

4、的某种性质F的数值，如F一般表示灰度，因此f表示点(x,y)的灰度值。常见图像是连续的（模拟图像），即f,x,y,可以是任意实数。为了能用计算机对图像进行加工，需要把连续图像离散化。这种离散化了的图像就是数字图像，在不致引起混淆的前提的情况下我们以后也用f(x,y)表示数字图像(或f(m,n)等），f,x,y都在整数集合内取值。下面看一个例子：用MATLAB取一图像的一部分。几个相关概念：(1)图像的英文词：Image(与picture、pattern的区别）；(2)象素(pixel)：图像中每个基本单元（点）。(3)I=f(x,y,z,t)的含义。3数字图像处理的特点数字图

5、像处理的特点？(1)需要处理的信息量大：一幅:256*256*8=64K的图像有64K大小；512*512*8=256K1024*1024*8=1M2048*2048*8=4M(2)图像处理技术的综合性强：技术：通信技术、计算机技术、电子技术、电视技术；基础知识：数学、物理、数字信号处理、生物、心理；(3)图像数据的相关性强。4数字图像处理的研究内容数字图像处理包含哪些方面的内容？(1)几何处理(GeometricalProcessing)：坐标变换，图像缩放、旋转、平移、图像配准、全景畸变校正、扭曲校正、求图像周长、面积、体积等。(2)算术运算(ArithmeticProc

6、essing)：加、减、乘、除等，用于融合、去噪、运动目标检测。(3)图像增强(ImageEnhancement)图像对比度增强，提取边缘等。（例1：对比度；例2：边缘提取）(4)图像复原(ImageRestoration)(5)图像重建(ImageReconstruction)(6)图像编码(压缩)(ImageEncoding)(Compression)(7)模式识别(图像识别）(PatternRecognition)or(ImageRecognition)(8)图像融合(ImageFusion)(例1：FIR图像和NIR图像融合)(9)图像理解（ImageUndersta

7、nding)(10)计算机视觉(ComputerVision)5数字图像处理的研究方法数字图像处理有哪些研究方法？1.空域法时间域与空间域；把图像f(x,y)看成一个二维函数，对其进行处理，它包括：(1)邻域处理法：一个点和它附近的点一起参与运算。如：卷积运算；平滑算子运算；梯度运算等等。(2)点运算：单个点运算。或者说单个象素的灰度值运算。2.变换域法有些问题在空域中不太好直接研究，可计算量较大，可把其变换到频域（空间域）进行研究。这是信号处理和图像处理的惯用方法。其过程一般为：f(x,y)正变换F(