数字图像处理与分析PPT文件格式下载.pptx

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数字图像像素具有整数坐标和整数灰度值。

1.1.1数字图像的基本概念图像是一种语言表达方法直观表现力强图像信息是人类信息获取和交流的主要方式视、听、触、嗅、味等1.1.1数字图像的基本概念（模拟）图像分类维数：

二维图像颜色：

黑白图像时间：

静止图像、三维图像、彩色图像、活动图像静止文字、图片等运动分行物、心脏图三维立体山脉、建筑群1.1.2数字图像的基本特点图像是人类信息获取的重要手段数字图像的分辨率逐步提高数字图像可以充分利用现代化的数字通讯和信息传输技术数字图像可以长期保存和永不失真1.数字图像处理的基本特点2.数字图像处理的主要研究内容1.2数字图像处理1.2.1数字图像处理的基本特点信息量大：

5125128bit256KB256KB25帧/s6400KB=6.25MB占用的频带较宽：

电视图像的带宽56MHz，而语言带宽4KHz，频带越宽，技术实现难度越大像素相关性大：

压缩潜力大评价受人的影响大表达：

建模，图像采样、数字化图像和视觉基础图像变换：

提高图像质量图像处理图像基础图像增强：

改善图像质量图像几何处理：

平移、缩放、旋转、扭曲图像复原：

图像重建：

去噪声、去模糊重建原始图像1.2.2数字图像处理的主要研究内容1.2.2数字图像处理的主要研究内容图像编码压缩减少存储量和传输量图像分割图像区域分割和理解、目标表达和描述1.2.2数字图像处理的主要研究内容图像增强1.2.2数字图像处理的主要研究内容图像复原1.数字信号处理学2.计算机图形学3.计算机视觉1.3相关学科和领域1.3.1数字信号处理学数字信号处理研究对象：

一维数字信号图像处理二维数字信号研究内容：

数字滤波器、数字正交变换、数字编码等图像滤波器、图像正交变换、图像编码等数字信号处理与图像处理是紧密相关学科。

1.3.2计算机图形学计算机图形学图像处理研究对象：

图形图像研究内容：

图形生成、透视、消隐图像处理、图像分割、图像分析过程：

由数学公式生成仿真图形或图像由原始图像处理出分析结果计算机图形学与图像处理是逆过程。

1.3.2计算机图形学描述图像处理图像计算机图形学图像识别图像理解1.3.3计算机视觉计算机视觉图像处理研究对象：

图像或图像序列图像研究内容：

视觉感知、图像理解图像处理、图像分割、图像分析过程：

由图像特征感知、识别和理解三维场景由原始图像处理出分析结果1.4数字图像处理的主要应用与趋势1.数字图像处理的主要应用2.数字图像处理的发展趋势1.4.1数字图像处理的主要应用遥感图像应用：

资源调查、灾害监测、农林业规划、城市规划、环境保护等医学图像应用:

计算机断层摄影计算成像CT技术、X射线、染色体分析等工业和实验图像应用:

无损探伤、自动检查和识别、智能机器人等1.4数字图像处理的主要应用与趋势1.4.1数字图像处理的主要应用办公室自动化图像应用：

邮政编码图像识别、OCR（字符识别系统）、自动判卷系统、各类图纸自动识别与录入系统等军事公安图像应用：

自动跟踪技术、指纹识别、不完整图片的复原、监控等文化艺术图像应用：

服装设计、照片的复制和修复、运动员动作分析等图像数据传输应用：

图像的存储、刻盘、互联网传输，以及其它卫星传输、无线传输等数字图像输入输出设备从低分辨率向高分辨率发展从二维（2D）向三维（3D）发展从静止图像向动态图像发展从单态图像向多态图像发展结合应用数学新进展1.4.2数字图像处理的发展趋势1.5工程应用简介1.遥感图像处理2.工业与实验图像处理3.医学图像处理4.办公图像处理5.公安图像处理6.影视图像处理1.5.1遥感图像处理军事侦察：

战略目标定位、多光谱去伪装导弹末制导：

农作物估产：

红外、雷达图像处理多光谱图像分析地质研究：

宏观地质结构、探矿灾情估计：

红外图像统计气象云图：

图像几何处理与拼接遥感图像增强前后的遥感图像高分辨率遥感图像1高分辨率遥感图像2香港新机场遥感图像航片遥感多光谱图例处理前后地表覆盖遥感应用一例1.5.2工业与实验图像处理自动装配生产线：

机器人视觉：

无损探伤：

车辆牌照识别：

流动显示与测速：

实时图像处理立体图像对处理高能X射线探测金属内部交通管制PIV粒子图像测速识别棉花中的杂质车牌识别工件裂纹检测1.5.3医学图像处理病理图像分析：

X射线图像处理：

超声图像处理：

CT图像重建：

显微图像、染色体图像X射线透视和照片增强黑白超和彩超、动态断层图像计算X光图像增强CT切片图像CT边缘提取B超图像染色体1.5.4办公图像处理邮政编码识别：

印刷体文字识别：

机械图样自动录入：

手写数字图像处理识别OCR文字图像识别线条跟踪、拟合1.5.5公安图像处理指纹图像处理：

枪纹图像处理：

面孔图像处理：

印章比对：

笔迹比对：

刑侦、司法鉴定、自动门卫刑侦、司法鉴定自动门卫司法鉴定、银行支票刑侦、司法鉴定指纹识别1.5.6影视图像处理照片去模糊处理：

焦距模糊、运动模糊绿幕剪影：

变脸特技：

静止图像压缩：

动态图像压缩：

数字电影院：

图像合成帧间插值处理JPEG标准、网络传输MPEG标准、VCD和DVD未来电影技术由黑白图像转换的伪彩色图像GirlLena黑白相片系统结构图月球探测实验车Nomad漫游者作业1-1结合每个人的本专业学科、工作应用，谈谈数字图像处理的关系或在本专业学科中的应用。

2除前面介绍的例子之外，试举一些其他的图像应用的工程例子。

3图像处理与计算机图形学的区别与联系是什么？

第2章图像处理基础知识图像和视觉基础视觉基础人眼与亮度视觉颜色视觉成像基础成像模型成像几何采样和量化图像基础像素间联系图像运算图像坐标变换第2章图像处理基础知识1.图像数字化2.图像数据结构3.图像文件格式4.图像质量评价2.1图像数字化1.图像传感器与数字成像2.数字化原理2.1.1图像传感器与数字成像1.CCD传感器电荷耦合器件（ChargedCoupled见光的光强Device），感应可扫描仪的图像数字化过程原理图2.1.1图像传感器与数字成像2.CMOS传感器互补性金属氧化物半导体（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）2.1.2数字化原理1数学模型2采样和量化采样：

空间上的离散化量化：

灰度上的离散化连续信号（抽样、量化）数字信号2.1.2数字化原理采样点阵：

正方形、正三角2.1.2数字化原理图像矩阵的特点：

a）b）数字化抽样：

正方形点阵、三角形点阵、正六角形点阵等2.1.2数字化原理3.采样定理一维采样定理：

惠特克卡切尼柯夫香农2.1.2数字化原理二维采样定理：

采样频率大于图像信号最高频率的2倍2.1.2数字化原理2.1.2数字化原理4.采样误差混叠噪声孔径效应：

实际采样脉冲不是理想冲击函数，有一定的宽度，会产生失真插入噪声：

由采样图像信号恢复到原图像，无理想滤波器（在内频率特性平坦，相位特性成直线）抖动噪声：

采样周期为，但发射与接受端存在相位差异，称相位抖动。

5.量化均匀量化非均匀量化:

a）基于视觉特性：

对亮度值急剧变化部分无需过细分层，进行粗量化,对亮度值平缓变化部分需过细分层，进行细量化b）先计算所有可能的亮度值出现的概率分布，对概率分布大的进行细量化,对概率分布小的进行粗量化,非均匀量化可以减少量化误差，又能用较少的比特数实现量化2.1.2数字化原理6.采样和量化的关系量化和采样是两个不同的概念，量化是在每个采样点上进行的，所以必须先采样后量化。

量化和采样是图像数字化的不可或缺的两个操作，二者紧密相关，同时完成。

2.1.2数字化原理2.1.2数字化原理2.1.2数字化原理2.1.2数字化原理非均匀采样和量化细节部分，分配较多的采样灰度突变部分，可用较少的灰度级数2.1.2数字化原理表示灰度级、bright,彩色,连续图像.如X光图像反映人体组织吸收特性，红外图像反映温度辐射特性，CCD反映可见光的特性在图像建模中涉及到保真度（fidelity）：

衡量处理方法好坏，清晰否？

采样、量化正交序列展开，Fourier变换统计模型：

把图像看成一个集合的成员如均值、方差。

2.1.2数字化原理2.2图像数据结构1.图像模式2.彩色空间3.图像存储的数据结构2.2.1图像模式1灰度图像可由黑白照片数字化得到，或从彩色图像进行去色处理得到（256灰度级）2二值图像灰度图像经过二值化处理后的结果，两个灰度级，只需用1bit表示。

2.2.1图像模式3彩色图像彩色图像的数据不仅包含亮度信息，还要包含颜色信息。

彩色的表示方法是多样化的。

三基色模型：

RGB（Red/Green/Blue，红绿蓝）RGB三基色可以混合成任意颜色。

2.2.1图像模式2.2.2彩色空间1）RGB彩色空间：

面向硬件设备的彩色模型三基色原理三基色指可以用来调配出其它颜色的红、绿、蓝三种颜色。

彩色图像可由红、绿、蓝三基色图像叠加而成。

2.2.2彩色空间在RGB彩色空间中，任意彩色光的配色方程式为：

2）CMY彩色空间自然界物体颜色光的形成方式将物体划分为两类发光物体和不发光物体，发光物体称为有源物体，不发光物体称为无源物体。

无源物体是不发出光波的物体，其颜色由该物体吸收或反射哪些光波来决定，因此采用CMY三基色相减模型和CMY彩色空间描述。

2.2.2彩色空间2.2.2彩色空间油墨和颜料的三基色是CMY（Cyan/Magenta/Yellow，青/洋红/黄）而不是RGB，CMY三基色的特点是油墨和颜料用的越多，颜色越暗（或越黑），所以将CMY称为三减色，而RGB称为三加色。

2.2.2彩色空间3）HSI彩色空间区分颜色常用的3种基本特性量：

色调（Hue）、饱和度（Saturation）、强度（Intensity）。

色调Hue：

与混合光谱中主要光波长相联系饱和度Saturation：

与一定色调的纯度有关强度Intensity：

与物体的反射率成正比1.一维数组方式:

行列2.多波段图像数据结合结构1）按各个波段存储列行红绿蓝2.2.3图像存储的数据结构2.多波段图像数据结合结构2）按扫描行存储红绿蓝第1行3）按各个像素存储红绿蓝（1，1）（1，2）2.2.3图像存储的数据结构2.3图像文件格式1.BMP文件格式2.GIF文件格式3.TIFF文件格式4.JPEG文件格式5.DICOM文件格式2.3图像文件格式1.BMP文件格式不经过压缩直接按位存盘的文件格式，称为位图（bitmap）。

2.GIF文件格式GIF（graphicInterchangeFormat）是由CompuServe公司设计和开发的文件存储格式，用于存储图形，也可以用来存储256色图像。

扩展名为gif。

2.3图像文件格式3.TIFF文件格式TIFF（TaggedImageFileFormat）是相对经典、功能很强的图像文件存储格式，扩展名为tif或tiff。

4.JPEG文件格式由（国际）联合图像专家组（JointPhotographi