朱志刚的数字图像讲义.docVIP

0. 数字图象处理Digital Image Processing 1. 图象：Image, picture 图象处理 图形：graphics 图形学 IP CG 分析 逆 不确定 信号处理 合成 正 确定 制图 不同之处：互逆过程、信号处理、计算机制图 相同之处： 成像机理、几何关系 显示、输出 2. 什么是数字图象？ 在计算机中的二维阵列（网格） ：二维组 一个数（Intensity） 一个向量（R, G, B） 两个基本属性： 几何属性：坐标 物理属性：灰度、亮度I→颜色、透射度、深度。 基本处理过程和系统 输入（成象、数字化）Camera Scanner 表示（存贮处理）计算机，Frame Grabber，Disk 输出（转换、传输）Monitor，Printer，… 特点： 数据量大，一幅电视图象，512×512×8=25KBytes 图象数据量 B/W Image 512×512×8 bits=256Kbytes 　　　200页文字书：1.3MB /一页1300K/200=6.5KB，中文2000字 　　　一页书图象：0.13MB /1024×1024bits 130KB 　　　 ② 集体行为：并行处理 3. 应用 通讯 电视会议电视鉴测（压缩） 宇宙探测、遥感 火星探测 地形地质、环境监测、气象、军事、安全 生物医学 X ray, CT, MRT, 3D reconstruction（虚拟人体） 自动化 inspection（电路板，各种生产线、铝板） monitoring（IVHS，ITS，火车号码识别） 军事、公安 侦察、制导、擎戒（海湾战争） 安全系统和鉴别系统：入口控制，指纹、人脸、眼纹 文档 人脸合成 OCR 多媒体、视频特技 阿甘正传（阿甘的腿， 迪） 景物理解与机器人视觉 军事侦察、危险环境、服务、娱乐、邮政 科学计算可视化（Visualization） 把计算结果和过程用图象/图形显示，并可处理 虚拟实现（Virtual Reality） 环境模型、环境重视 4. 对图象处理可分为四个层次 图象输入输出（扫描仪、多媒体视频卡、图象板、监视系统） 图象表示、转换（多媒体各种文件格式、几何、亮度、对比度、剪贴）给人看 图象处理、分析（特征提出、图象压缩、几何校正2D→3D）给机器看 图象理解、解释（符号表示，3D建模）2D→3D 5. 课程内容 简介(2) 表示输入输出(4) 图象基本处理（予处理） 点运算：直方图LUT (look up table)（2） 正交变换：Fourier频域，Walsh，小波（4） 领域运算：卷积 平滑：滤波（2） 边缘提取：梯度、边缘（3+1小结） 几何运算：成象机理2D几何（2） 形态运算：形态滤波（4） 图象分析（4） 特征提取 图象分割 图象表示 图象压缩（4） 基本原理 几种常用方法（象素、预测、变换） 测验（2） 讲义实验 数字图象处理基础 附录：小波、分形 实验：附录给出几道题，根据具体情况选择、新加 作业：每章后皆有 课程安排方式 讲课：最基本概念 自学：看讲义或参考文献 Testing 实验：特别重视 测验 一个神经网络如何工作？ 人脑人是一个最好的神经网络 Ⅰ、表示、输入输出 1. 表示 成象几何模型 光学模型 数字图象表示 基本概念 灰度图象：坐标、象素、分辩率、对比度、亮度 彩色图象R、G、B 二值图象 广义图象：float，complex 2. 图象获取 摄像机，A/D、同步、Video信号、帧、场、隔行扫描、CCD、方向比。 扫描仪：分辨率dpi，慢速 数字成象：遥感、医学、距离 3. 图象表现 显示 方向比 分辩率（设备），象素 ，调色板，8位彩色如何实现 打印（自学P24-P32） 分辩率，空间 灰度→区域上点数 图案法 抖动法 基本方法：混色 一、图象表示输入输出 1. 图象表示 摄像机成象模型（几何） 凸透镜 成象物距 像距 焦距 简化（只有光心有光通过图象聚在 平面上），针孔模型：（光学成象） 正立（电子扫描） 运动摄像机或物体 P P皆时间的函数 任一点在Spatial-Temporal space中划出一道轨迹，反映于相对运动和点的三位坐标。 沿X轴匀速平移 微分关于t 深度（depth），距离（range） 立体视觉（stereo vision），已知时刻p点图象 此几何和图象处理什么关系？ 立体视觉：correspondence problem, matching 　　　　　左右图象对中对应点灰度（颜色）相同 运动视觉：long line: matching 　　　　　short time: optical flow equation