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学习目的 在全面了解数字图像处理技术的历史、现状与发展趋势的基础上，系统掌握从事数字图形处理工作的理论、方法、技术，具备在数字图像处理系统应用、开发或科研方面的实际技能，从而胜任数字图像处理以及其它信号处理系统的应用与开发方面的工作。 课程特点 数字图像处理研究内容和方法涉及许多学科如数学、物理学、计算机科学、电子学、心理学等，并且与人工智能、模式识别和计算机视觉等学科密切相关。 应用数学知识较多，用数学工具分析物理概念； 常用数学工具： 高等数学：微分、积分(定积分、无穷积分、变上限积分）、微分方程等 概率：均值方差、随机变量的密度函数、相关函数等 线性代数：矩阵、特征值特征向量等等 考核办法 总共学时:32(2个月) 成绩：平时成绩*30%+期末成绩*70% 联系方式： E-mail: jiaqi7166@ Tel参考书目 《数字图像处理原理》 吴国平主编 中国地质大学出版社 《冈萨雷斯——数字图像处理(第二版)》， Rafael C.Gonzalez，2005 电子工业出版社 《图象工程（上册）图象处理和分析》 章毓晋编著 清华大学出版社 绪论部分内容提要 1 什么是图像 2 图像分类 3 数字图像处理 4 小结 1 什么是图像 图像 image (picture, graph) “图”是物体投射或反射光的分布。 “像”是人的视觉系统对图的接受在大脑中形成的印像或反映。 图像是客观和主观的结合。 内容提要 1 什么是图像 2 图像分类 3 数字图像处理 4 小结 2 图像分类 (1) 从电磁波辐射角度 电磁波： 可以看作以各种波长传播的正弦波，或是粒子流，每个粒子包含一定的能量，每束能量被称为一个光子。按光子的能量(或波长)绘制的光谱，如下： 可见光源成像： 可见光图像 不可见光源成像： X射线图像、 紫外线图像、 伽马射线图像等。 X射线成像 红外线成像 红外摄影所成的红外像利用了景物反射的近红外线，体现了景物的几何形状； 热像仪对人体成的热图，是利用人体自身热辐射获得的表示人体表面温度分布的图像。 虽然在肉眼看来病态的植物和健康的植物都为绿色，文件涂改前后的墨迹也没什么区别，但它们对红外线的反射强弱不同，成的红外像就有明显的差异。因此，它常用于刑侦、国土资源调查、环保等领域。 微波成像 微波成像非常适合对生物组织成像 雷达波能穿过云层 大气层、植被、冰层、干燥的沙漠等，可探测地球表面不可接近的地区。 单光谱图像 多光谱图像： 多用于遥感 可见光+红外线 其他 声波图像：声波、超声波 地质、医疗 电子显微镜图像：能放大到10000倍 电子显微镜的成像原理为用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构有非常高的放大倍数。 计算机模型生成的图像 几何模型、数学公式等。。。 (2)从存储方式来分 模拟图像(Analog Image)或连续图像： 一个以连续形式存储的数据。胶片是这种图像记录和显示的载体 。 数字图像(Digital Image)： 由数字化设备或模拟图像数字化或离散化得到的。 基本单位是像素(Pixel)：构成影像的最小单位 . 内容提要 1 什么是图像 2 图像分类 3 数字图像处理 4 小结 3 数字图像处理 (1) 为什么要处理图像 对人们解释图像信息的某种改善 用于自动机器识别的景物处理 构造人类视觉系统不能观察到的事物 为了达到某种目的而进行处理，如传送、储存等 (2) 数字图像处理的主要内容 几何处理：坐标变换、放大缩小旋转，多个图像配准，畸变校正等 算术处理 加减乘除，针对像素，医疗图像减影 图像变换：利用变换技术将图像由空域变换到频域中处理。 图像增强和复原：突出感兴趣信息，提高图像质量(去除噪声、提高图像的清晰度)。 图像的分割：提取出感兴趣的对像。为进一步的理解和识别做准备。 图像编码压缩：减少描述图像的数据量，以便节省图像传输、处理时间、减少存储空间。 图像的理解和识别：判决分类。 (3)主要应用领域 航天航空：各类星球表面的照片、遥感照片的处理 生物医学工程：各类病毒、细胞、染色体的照片 通讯领域：各类图像的传送、多媒体技术 工业：探伤、测温、分类、金相、探矿、印染 农业：估产、农产品分类、农产品检测、灾害预报 军事公安：侦察、识别、痕迹复原 文化艺术：广告、多媒体、娱乐、教育 日常生活：电视电话、艺术摄影、居家设计 社会生活：电子警察、要害部门监控 图片渲染艺术 指纹特征识别 表面建模和纹理映射 提取和融合 图像无损缩放 什么是图像纹理修补？ 含义：对图像中缺失信息的区域进行填充或用不同信息代换。