【精品】通信专业概论

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1、正文数字图像处理概述及发展应用数字图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理技术最早出现于20世纪50年代,当时的电了计算机已经发展到一定水平,人们开始利川计算机來处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门科学人约形成于20世纪60年代初。首次获得实际成功的是美国喷气实验宗。他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的儿千张刀球照片是用了图像处理技术，如儿何纠正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，并考虑太阳位置还有月球的影响，由计算机成功绘制出月球表面地图，获得巨人的

2、成功。随后乂对探测飞船发回的儿十万张照片进行更为复杂的图像处理，以致火的月球表面的地形图、彩色图以及全景镶嵌图，为人类的登月计划奠定了基础，也推动了数字图像处理的诞生。目前，数字图像处理的信息大多是二维信息，处理的信息量很大。数字图像处理占用频带较宽。数字图像中各个图像并不是独立，其相关性很大。由于图像是三维景物的二维投影,—•幅图像本身并不貝备复现三维景物的全部儿何信息的能力。因此，要分析何理解三维景物必须作合适的假定。数字图像处理后的图像一般是给人观察和评价的，因此受人的因素影响较人。图像是人类获取和交

3、换信息的主要來源。因此，图像处理的应用领域必然涉及到生活和工作的方方面。随着科学技术的发展，数字图像处理技术的应用领域也不断地扩大。数字图像处理技术应用领域主要有以下七个方面：(1)航犬和航空技术方面发热应川。数字图像处理技术在航天和航空技术方面的应用，除了对月球、火星图片处理之外，另一方而的应用是在E机遥感和卫星遥感技术中。(2)生物医学工程方面的应用。数字图像处理在生物医学工程方面的应用。数字图像处理在生物医学工程方面的应用十分广泛，而且很有成效。除了CT技术之夕卜，还有一类是对医用显微技术的处理分析，

4、如染色体分析、癌细胞识别等等。此外，在X光肺部图像增晰、超声波图像处理、心电图分析、立体定向放射治疗等医学诊断放慢都广泛地应用狮子图像处理技术。(3)通信工程方面的应用。当前通信的主要发展方向是声音、文字、图像和数据结合多媒体通信。其中以图像通信为最发杂和困难，困难图像的数据量十分巨大,如传送彩色电视信号的速率达到100M/S以上。要讲这样高速率的数据实时传送出去，必须采用图像压缩信息的比特量。在一定意义上讲，编码压缩是这些技术成败的关键。(4)工业和工程方面的应用。在工业和工程领域中图像处理技术有广泛的应

5、用。如自动装配线中检测零件的质量、并对零件进行分类、印刷电路板疵病检查，弹性力照片的盈利分析，流体力学图像的阻力和空理分析，邮政信件的白动分拣,在一些有毒、放射性环境内识别工件以及物体形状和排列形状等等。(5)军事公安方面的应用。在军方图像处理和识别主要用于导弹的精确末制导，各种侦察照片的判读，具有图像传输、存储和显示的军事口动化指挥系统，飞机、坦克和军舰模拟训练系统等。公安业务图片的判读分析，指纹识别，不完整图片复原，以及交通监控、事故分析等。、数字图像处理技术各种技术分析1、亮度变换与空间滤波图像增强(

6、imageenhancement)的目的：改进图像使之更适合于特定应用。在现实生活里面，一些照片的效果或许不符合我们的个人意愿，于是便要进行处理符合我们特定应用。而图像的变换有两大方法：1、空间域方法：直接对像素操作。在空间域进行图像的处理往往是基于一些代数运算,比如空间卷积，幕次变换，伽马纠正等等。空间域处理的数学表达式：g(x,y)=7V(x,刃］其中是输入图像，g(x,y)是输出图像，T是/上作用于(x,y)邻域的算子。OriginImage/(x,y)1.1、伽马纠正:伽马纠正曲线上面是伽马纠正的三

7、条曲线，横坐标表示输入，纵坐标表示输出，下面的两幅图像是运用典型的伽马纠正。由于伽马纠正，也就是幕次变换：5=crY,当YV1时拉伸低灰度区而压缩高灰度区，当Y>1时正好相反。正如下图显示(利用软件MATLAB进行仿真处理)，我们使用了Y=().4进行了处理，结果使得图像原来暗的地方被拉伸，从而获得我们感兴趣的部分，着也是航天领域小对卫星拍照对图像进行处理的一种方法。原来暗处处理后变得清晰一些1.2,直方图均衡化图像的肓方图(histogram)：反映一张图片屮，每个灰度值所占总数的比例的图形。离散两数h(

8、rk)=nkfrk为第k级灰度,M为灰度级为朮的像素个数。对图像进行直方图均衡化，改变图像直方图分布，使Z均衡分布于全灰度区间，增强图像的对比度。直方图均衡化：改变图像直方图分布，使Z均衡分布于全灰度区间。先考虑归一化的连续灰度情况：s=T(d为单调増函数基本思想：设计一灰度变换函数s=T(r)W[0,1],实现pr(r)~^ps(s)=1oSdrp&)・ds=pf(r)-dr,(ps(s)=1)^>ds/dr=