数字图像处理绪论

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1、2021/9/251数字图像处理信息与通信工程学院张洪刚zhhg@bupt.edu.cn2021/9/252一.什么是图像？光学图像LenaIKONOS卫星光学图像423mile高16000miles/h1m分辨率EP－3,海南陵水,01-4-4大脑断层图像SIR-CSARL/r-L/g-C/bHH-HV-HVpolar沙漠中的长城April10,199425kmx75km图1-1示例2021/9/253图像：对客观存在的物体的某种属性的描述。光学图像：波长0.38-0.8um其他波段图像：伽玛射线：0.003-0.03nmX射线：0.03-3nm紫外线：3-

2、300nm红外线：0.8-300um微波：0.3-100cm声波图：如B超其他：由感兴趣的物理量转换而成，如密度分布图。使用图像的通常是人，人约有80％的信息由视觉获得。土星伪彩图像，由3张拍摄于1998年的影像所合成的，显示出这颗具有可爱光环的行星所反射的红外线光。Onepictureisworthmorethanathousandwords.（一图胜千言）2021/9/255图像分类图像数学函数连续函数离散函数可见图像图片照片图画不可见物理图像2021/9/256二.什么是图像处理？图像处理就是对图像信息进行加工处理，以满足人的视觉心理和实际应用的要求。例

3、子：调整了亮度和对比度2021/9/257数字图像处理的几个基本目的图像处理(增强、复原、编码和压缩)图像输入图像输出以人为最终的信息接收者，其主要目的是改善图像的质量。(a)2021/9/258图像预处理(增强、复原)图像分割特征提取图像分类图像输入符号输出(b)另一类图像处理以机器为对象，目的是使机器或计算机能自动识别目标，称为图像识别。2021/9/259辽C79382021/9/2510基本概念数字化过程扫描、采样、量化构成了数字化过程。对比度灰度反差的大小灰度分辨率指值的单位幅度上包含的灰度级数2021/9/2511数字图像显示2021/9/2512

4、数字图像表示(续)数字图像老鼠老鼠的鼻子2021/9/2513941001041191251361431531571581031041069810311914115515916010913613612395781171491551601101301441491297897151161158109137178167119781011851881611001431671348785134216209172104123166161155160205229218181125131172179180208238237228200131148172175188228239

5、238228206161169162163193228230237220199图像灰度表示数字矩阵数字图像的矩阵表示2021/9/2514数字图像灰度表示f(x,y)灰度：R=G=B2021/9/2515灰度图像红绿蓝彩色图像彩色图像2021/9/2516数字图像的分辨率5122561286432GMN5125122562561281286464323216162021/9/2517数字图像灰度分辨率2563282图像灰度级2561286432168422021/9/2518数字图像的基本特点（1）处理的大多是二维信息，信息量大。256x256黑

6、白图像64Kbyte512x512彩色图像768Kbyte25Frame/s电视图像约20Mbyte（2）数字图像传输占用的频带较宽。语音4KHz电视图像5.6MHz对图像的压缩提出了要求。2021/9/2519（3）有很多数字图像中象素间的相关性较大，冗余比较多，有利于压缩。从左图中可以看到：有大块的区域的灰度值是相差不大的。2021/9/2520（4）对三维景物图像的理解一个视角的二维图像通常是不够的。（5）数字图像处理后的图像很多情况下是给人观察和评价的，因此受人的因素影响较大。正面还是侧面？2021/9/2521历史追溯(1)20世纪20年代:最早的应

7、用之一是报纸业Bartlane电缆图片传输系统；通过海底电缆将图像从伦敦传往纽约；为了使用电缆传输，图像需要首先编码，并在接收端通过电报打印机进行重构。早期的数字图像2021/9/2522历史追溯(2)20世纪20年代中期到末期:改进Bartlane系统后，图像质量得到了提高打印过程采用了新的光学还原技术增加了图像的灰度等级改进后的数字图像早期15级色调的数字图像2021/9/2523历史追溯(3)20世纪60年代:由于信息技术的快速发展，出现了一批数字图像处理1964:“旅行者7号”拍摄的图像通过计算机进行处理并提高了图像质量；此技术也在阿波罗载人登

8、月飞行等空间探测器中得到应用。由“