数字图像处理王慧琴版第1章 绪论.ppt

数字图像处理 单位：信息工程学院 主讲：蔡艳艳 “One picture is worth more than ten thousand words” 数字图像处理的概念 数字图像处理：又称为计算机图像处理，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。 数字图像处理的两个主要任务 1. 利用计算机来改进图像的品质，以便于人类视 觉分析； 2. 对图像数据进行表示和存储，便于传输和处理。 数字图像处理的发展史 20世纪20年代初期：最早的应用之一是报纸业。 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。 数字图像处理的发展史 20世纪20年代中期到末期: 改进海底电缆传输系统后，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。 数字图像处理的发展史 60年代中期：在太空计划的推动下开始这项技术的研究。 重要标志是1964年美国喷气推进实验室（JPL）正式 使用数字计算机对“徘徊者7号”太空船送回的四千多张月 球照片进行了处理。 数字图像处理的发展史 70年代：数字图像处理技术开始应用到医学领域。 CT发明获得1979年诺贝尔医学奖。 数字图像处理的发展史 Example 1 艺术特效 Example 2 公安安全 Example 3 图像增强 Example 4 遥感 Example 5 气象云图、气象预报 Example 6 军事应用-目标跟踪 课程内容 第1章 绪论（4学时） 第2章 Matlab图像处理工具箱（6学时） 第3章 图像的变换（6学时） 第4章 图像的增强（12学时） 第5章 图像的复原（4学时） 第6章 图像编码与压缩技术（8学时） 第7章 数字图像处理的应用与发展（2学时） 第一章 绪论 图像是当光辐射能量照在物体上，经过它的 反射或透射，或由发光物体本身发出的光能量， 在人的视觉器官中所重现出的物体的视觉信息。 1.2 图像的分类 模拟图像：（x，y）为连续值，I＝f（x，y）表示该点 的某个性质的度量值。如照片，绘画等。 数字图像：对（x，y） 进行离散化，采样形成像素点 (pixel)，从而形成了离散的二维矩阵。数码相机，计算 机处理的图像都属于数字图像。 ▲ 与模拟图像相比，数字图像主要优点如下： a）精度高：目前的计算机可以将一幅模拟图像数字化为任意的二维数组，即数字图像可以由无限多个像素组成。 b ) 处理方便：由于数字图像本质上是一组数据，所以可以利用计算机对它进行任意方式的修改。 c ) 重复性好：模拟图像（例如照片）即便是使用非常好的底片和相纸，也会随着时间的流逝而褪色、发黄，而数字图像可以存储在光盘中，上百年再用计算机重现也不会有丝毫的改变。 彩色图像 灰度图像 二值图像 2. 按照图像的颜色分类 物体的颜色 电磁波谱 △ 光的颜色决定于光的波长； △ 透明物体的颜色是由它能透过的色光决定； △ 不透明物体的颜色是由它反射的色光决定； △ 黑色物体吸收各种颜色的光； △ 白色物体反射各种颜色的光 。 RGB 颜色模型 色彩具有三个基本属性：色度、饱和度、亮度。 Hue（色度） 颜色的种类，如红、绿等。 Saturation (饱合度) 颜色的深浅、浓淡，如深红、浅红等。 Intensity or Brightness (亮度) 光的明暗程度。 用一个彩色圆柱体表示，下图为俯视图 色度 饱和度 亮度 亮度是光作用于人眼所引起的明暗程度的感觉，与照 射光的强度有关。 图像的亮度表示 因为光亮度从最低到最高的特性，正符合灰度模 式那种从黑到白的过渡，所以通常使用灰度图像从黑 色（最暗）至白色（最亮）及中间的过渡色来表示图 像(黑白和彩色)的亮度。 彩色图像的亮度图 任何图像的亮度表示图，按照图像亮度等级分为 △ 二值图像：只有黑白两种亮度等级。 △ 灰度图像：有多重亮度等级。 4. 按照图像是否随时间变换分类 1.3 图像的表示 图像的亮度一般可以用多变量函数表示为 I=f (x, y, z, λ, t) 式中， x、y、z 表示空间某个点的坐标；λ为光的波 长；t为时间轴坐标。 二维图像：I=f (x, y, λ, t) ； 单色图像：I=f (x, y, z, t) ； 静态图像：I=f (x, y, z, λ) 。 数字图像的表示 一