第一讲引言——数字图像处理.ppt

第一章 引言——数字图像处理 1.1 图像的重要性 人类离不开图像，计算机图像技术渗透到各个科技领域，百闻不如一见。画面比文字更形象生动，人类70%信息来自视觉。 21世纪信息技术时代，卫星通讯、数据传输、压缩、计算机网络、多媒体、人工智能等技术都离不开图象。 图象处理识别的过程： 人类： 一幅图象 —— 图上有字 —— 中文字含义 计算机： 采集 —— 分析 —— 识别（判断） 一、图象处理是交叉边缘学科： 是计算机、传感器、信息技术、信号处理、人工智能、模式识别、应用对象等的交叉学科和技术。 ? 二、图象处理分类： 模拟图像处理－－实时光学（实时，速度快）但只是有限处理） 如：望远镜、显微镜、哈哈镜、透镜、胶片合成照相、凸透镜－－实时FFT变换 计算机图像处理：图象处理技术是随着计算机处理速度和数据量增加发展起来的。第?阶段：科学计算，有限个原始数据；第?阶段：数据管理应用；第?阶段：数字图像处理。如一幅卫片spot星 8000×8000×7(波段)=64M×7(数据量之大少见之) 三、图像技术应用： 我国发射卫星中，80%左右属军事侦察。如96年科学卫星实际上也是军事侦察。 微机普及－－图像民用、普及、计算机成熟是图像技术普及应用基础。 数字图象处理技术已应用到各个领域，以下举几个例子： 1．遥感图像：农业普查、森林覆盖计算、水利工程等的客观估计、计算。 2．石油管线铺设：周期短、效率高。 3．应用遥感图像技术可普查北京市垃圾有多少。 4．森林火灾监护－－客观反映火灾情况、面积。 5．巡舰弹：图象识别技术应用于导弹的精确未制导，使其精确打击目标。如：机场、桥梁等。 6．军事、公安、安全：指纹、掌纹、虹膜等识别。 7．医学应用：CT、MRI、PET、B超、DSA、血管造影、红外乳腺、显微病理、电子显微镜、远程医疗图像、皮肤图象、X线、γ刀与χ刀脑外科等等离不开图像。 8．工业图像：X线控探伤（轴）、X线检察、三维测量（定位、形状测量）机器人视觉、商检。 9．民用：数码相机、数字视频、照片扫描、计算机逻辑管理等。 1.2 图像处理的内容 一、图像的定义： 客观对象（物体）一种仿真的或模拟的描述，一种生动的图形表述。 图像指广义的概念： Image Image是Object之一子集 可见 不可见 数学函数 光学 画面 照片 可测量的物理量 温度压力等曲线 二、数字图像数学模型： 一幅数字图象可描述为如下模型： (picture element = pixel) 抽象为数字矩阵： f：代表该象素彩色或灰度值；脚码代表象素的坐标位置。 三、数字化： 由模拟照片到数字图象的过程。 采样：将图象分成离散的（横竖均匀的）网格点。 量化：将图象上各个网格点的黑白及彩色程度做数字量化，如：256级，由0到255，亮度从黑到白变化，人眼仅能分辨50左右级灰度。 人眼分辨率远远小于目前仪器设备分辨率，但图像质量最终判别依据是人。几何：80点/mm，黑白：12bit－－4096层(人眼仅看40多层) 四、处理： 经过一系列操作得到所需结果。 ①点处理： 与原始数据 ②局域处理： 与原始数据 及其邻域 ③全局处理： 与原始数据 及全图 处理包括如下几类： ①图像预处理——改善象质，以便于目视判读。 校正技术：对形状变形的图象进行几何校正、辐射校正。 增强技术：去除干扰，突出主要特征，包括：平滑与锐化技术。 恢复技术：忠实原图，去除干扰，恢复原图像，实用中往往干扰复杂，模型不清，难能准确恢复。 ②图像分析（测量）（analysis）：密度（灰度）、平面几何参数，三维参数测量技术。 ③图像识别（recognition）：模式识别与景物分析 1.3 图像处理的特点： ·再现性好：数字图像可多次拷贝，不失真，不退化。 ·精度高：采样量化一定，多次处理可保精度。 ·适用面宽：可处理抽象数据、可做非线性处理（光学只作线性处理） 图形学与图