数字图像处理第1章概论

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1、计算机图像处理计算机图像处理教学要求：1）成绩分布：实验成绩20分，平时成绩10分，卷面70分。2）听课要求：认真听课，做笔记，及时复习。3）实验要求：有预习报告，认真实验，做实验报告。第1章绪论第2章图像获取第3章图像变换第9章图像检测与分割第7章图像编码第5章图像复原计算机图像处理第4章图像增强计算机图像处理课程性质：本课程作为专业主干课，是电子信息专业本科生的必修课，通过学习，掌握计算机图像处理与分析的基本概念，典型算法和基本实用技术。课程内容：本课程主要为两部分内容：第一部分为图像处理的基础。包括绪论、图

2、像处理的基本概念和图像变换。第二部分为图像处理的理论和方法。包括图像增强、图像复原、图像编码与压缩、图像分析与识别基础等。第1章绪论1.1计算机图像处理概述1.图像处理的概念(image)什么是图像?图像是与之相对应的物体或目标(object)的一个表示，这个表示可以通过某种技术手段得到。包括照片、绘画、传真、卫星遥感图片、X光片、红外热成像、超声波图像、心脑电图、B超、CT图像、显微图像等。几幅图像图像的分类：图像可以根据其形式或产生的方法来分类。人眼视觉图像：照片、图、画等。数学图像：由连续函数或离散函数生成的抽象图像。物理图像：反

3、映物体的电磁波辐射能，包括可见光和不可见光。绝大部分的物理图像是数学图像。图像与图片(picture)和图形(graphic)有何区别？数学函数连续函数不可见的物理图像离散函数(数字图像)可见图像照片图画光图像物体图像图像的分类2.数字图像的概念(定义)从物理和数学角度看，图像是记录物体辐射能量的空间分布，这个分布是空间坐标、时间坐标和波长的函数，即，这样的图像能被计算机处理，计算机图像处理即数字图像处理。通常，一幅图像可以被看成是空间各个坐标点上彩色强度的集合。其中，x、y、z是空间坐标，λ是波长，t是时间，I是像素点的强度。它表示活

4、动的、彩色的、三维的视频图像。对于静止图像，则与时间t无关；对于单色图像，则波长λ为常数；对于平面图像，则与坐标z无关。数字图像212425241917242221202517171814112021171612121691513986517956543.计算机图像处理利用计算机对数字图像进行系列操作，从而获得预期的结果的技术。基于计算机的图像处理学是从信息处理、自动控制系统论、计算机科学、数据通信、电视技术等学科中脱颖而出的，成为研究“图像信息的获取、传输、存储、变换、显示、理解与综合利用”的一门崭新学科。此时，图像为平面上静止的单色

5、图像，其数学表达式为：另外一种描述图像的方法是以统计学为基础的统计性表征法，即把图像信息作为随机信号。数字图像的发展：主动脉造影图像胸部x射线图像显微镜获得图像——音频CD的表面（1750倍）卫星多光谱图像反射到雷达天线的微波图像三维计算机模型产生的图像超声波成像——肌肉层有损害5.数字图像处理的特点：（1）直观形象，信息量大；（2）精度高,容易实现；（3）再现性好；（4）通用性、灵活性高。4.数字图像处理获得的途径：将传统的可见光图像经过数字化处理转换为数字图像。例如：将一幅照片通过扫描仪输入到计算机中。应用各种光电转换设备直接得到数

6、字图像。直接由离散数学函数生成数字图像。1.2数字图像处理研究内容与应用1.2.1研究内容：图形数字化（图像获取）：把连续图像用一组数字表示，便于用计算机分析处理。图像变换：对图像进行正交变换，以便进行处理。二维图像及其离散傅立叶频谱的显示a)原始图像b)离散傅立叶频谱图像增强：对图像的某些特征进行强调或锐化而不增加图像的相关数据。a)原图b)图像增强后的图c)原图d)经过复原的图图像增强图例图像复原图例图像复原：去除图像中的噪声干扰和模糊，恢复图像的客观面目。图像编码：在满足一定的图形质量要求下对图像进行编码，可以压缩表示图像的数据。

7、图像分析：对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，从而获得所需的客观信息。图像识别：找到图像的特征，以便进一步处理。图像理解：在图像分析的基础上得出对图像内容含义的理解及解释，从而指导和规划行为。a)一幅免疫细胞图像b)指纹图像高层中层低层符号目标像素语义操作对象高低小大抽象程度数据量图像处理图像分析狭义图像处理图像处理学三层次示意图1.2.2数字图像处理方法图字图像处理方法分为大两类：空间域处理（空域法）和变换域处理（频域法）。空域法：直接对获取的数字图像进行处理。频域法：对先对获取的数字图像进行正交变换，得到变换系数阵列，然后再进行处理

8、，最后再逆变换到空间域，得到图像的处理结果。1.2.3主要应用：计算机科学：计算机辅助设计、人工智能研究和多媒体计算机研究等。通信技术：图像传真、可视电话、卫星通信等。生物医学：X射线、超声、显微图片分析，