图像处理与图像识别第1章导论

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1、图像处理与传输第一章导论一、研究背景：地球数字化带来的任务，一方面要求处理对象的数字化，一方面要求处理时的直观性。因此给我们带来了许多的研究课题和研究方向。第一章导论二、我们有什么可做的以及我们可以做什么其实，这个问题不是老师一个人可以回答的问题，我们可以通过以下的几个例子来进行思考和讨论。1.火车识别系统系统概况：对开过来的一列货车，判别是否挂有棚车，如果有，棚车的车门是否关闭并上锁（铅封）思考：需要几个环节来构造这个系统2.二维条码身份证系统系统概况：给身份证一种防伪的手段，要求伪造困难，识别可靠。还有一点就是实现方便，成本低。主要技术：二维条码

2、的编码与解码图像压缩，图像识别3.视频跟踪系统1）目标的跟踪要求对所判定的目标（如：汽车）可以进行快速的跟踪，要求镜头随目标的移动而跟踪移动。2）目标的锁定要求对判定的目标，在特征发生变化时，仍旧可以锁定。4.气泡识别系统要求对形态完全一样的目标物进行识别，并进行逐个跟踪。这是一个典型的图像检测技术的应用。技术关键：气泡的识别，气泡运动的估计与校正5.弱可视环境下的图像增强该项技术是为了解决对在很微弱的情况下获取的图像进行处理，获得现场的某些细节信息。6.大雾天气下的图像清晰化大雾天气下的景物清晰化7.模糊图像的清晰化目的是将由于运动导致的模糊，或者

3、是散焦模糊，以及噪声干扰下的模糊进行清晰化处理。7.1运动模糊图像的清晰化7.2散焦模糊图像的清晰化货车的种类机车货车的种类油罐车货车的种类敞车货车的种类平板车货车的种类冷藏车货车的种类毒品车货车的种类棚车证件照片的获取防伪认证原理返回图像增强效果三、几个当今热点的研究方向1）因特网上的图像检索2）图像在网上的传输3）图像的安全技术4）图像的处理技术5）图像的自动识别6）图像作为检测手段的一种7）其它视频方面的研究与需求四、图像的概念图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述。是物体的一种不完全、不精确，但在某种意义上是适当的表示。4.1图像

4、的类型物体图像数学函数不可见的物理图像可见的图像光图像照片、图、画2维条码4.2数字图像数字图像是图像的数字表示，像素是其最小的单位。数字图像的描述有：1）无彩色图像2）彩色图像五、几个相关研究领域图像处理所涉及到的应用领域非常广泛，其中，相关性比较强的研究领域包括了数字图像处理，计算机图形学，计算机视觉等。5.1数字图像处理1）将一幅图像变为另一幅经过加工的图像，是图像到图像的过程。2）将一幅图像转化为一种非图像的表示，如一个决策等。5.2计算机图形学用计算机将由概念所表示的物体（不是实物）图像进行处理和显示。侧重于根据给定的物体描述模型、光照及想

5、象中的摄像机的成像几何，生成一幅图像。包括称之为“计算机艺术”的艺术创作。5.3计算机视觉计算机视觉的目的是发展出能够理解自然景物的系统。在机器人领域中，计算机视觉为机器人提供眼睛的功能。六、数字图像处理系统概要对象物光光源摄像单元A/D转换单元图像存储单元计算机6.1照明方式摄像单元对象物光源背光照明摄像单元对象物光源正面照明摄像单元对象物光源斜射照明6.2射像单元CCD图像（光电）传感器工作原理是：将光能量转换为电荷，并将转换得到的电荷进行存储。CCD传感器分为线阵式和阵列式两种，具有代表性的产品分别有扫描仪和数码相机。目前的图像传感器分为CCD

6、（电荷耦合器件）和CMOS（互补型金属氧化物半导体）两种。赞成CCD芯片的主要论据是这种芯片比CMOS更灵敏，因此可在昏暗的光线下照出较好的相片。用CCD芯片的相机照出的相片也比CMOS清楚，使用COMS芯片有时会有“噪声“问题—图像上有些缺点。但从另一方面讲，CMOS芯片的成本较低，在这里节省的费用可转化为更低的相机价格。此外，CMOS芯片比CCD芯片吸收的能量少，所以CMOS芯片的相机换一次电池可使用更长的时间。出于图像质量的考虑，目前大多数数码相机使用CCD技术。七、数字图像处理的主要研究内容前面我们已经简单提到了数字图像处理的几个热点的研究方

7、向，其研究领域中所包含的研究内容，即处理对象与处理方法大致有下面几个方面。7.1图像的数字化图像的数字化的目的是，如何将一幅图像表示成一组数字，既不失真又便于计算机分析处理。主要包括的是图像的采样与量化。7.2图像的增强图像增强的目的是，加强图像的有用信息，消弱干扰和噪声。7.3图像的恢复把退化、模糊了的图像复原。模糊的原因有许多种，最常见的有运动模糊，散焦模糊等等。7.4图像的编码图像编码的目的是，简化图像的表示，压缩表示图像的数据，以便于存储和传输。7.5图像的重建所谓的图像重建是由二维图像重建三维图像。最常使用的，也是最成功使用的领域之一是医学

8、诊断影像。7.6图像分割与特征提取图像分割是指将一幅图像的区域根据分析对象进行分割。图像的特征提取包括了形状