第1章数字图像处理绪论部分.ppt

4.数字图像处理(Digital Image processing) ： ①．几何处理(geometrical processing) ②．算术处理(Arithmetic processing) ③．图像增强(Image Enhancement) ④．图像复原(Image Restoration) ⑤．图像重建(Image Reconstruction) ⑥．图像编码(Image Encoding) ⑦．图像识别(Image Recognition) ⑧．图像理解(Image Understanding) （1）几何处理 几何处理主要包括坐标变换、图像的放大、缩小、旋转、移动、多个图像配准，全景畸变校正，扭曲校正，周长、面积、体积计算等。 （2）算术处理 算术处理主要对图像施以＋、－、×、÷等运算，虽然该处理主要针对像素点的处理，但非常有用，如医学图像的减影处理就有显著的效果。 （3）图像增强 图像增强处理主要是突出图像中感兴趣的信息，而减弱或去除不需要的信息，从而使有用信息得到加强，便于区分或解释。主要方法有直方图增强、伪彩色增强法、灰度窗口等技术。 （4）图像复原 图像复原处理的主要目的是去掉干扰和模糊，恢复图像的本来面目。典型的例子如去噪就属于复原处理。图像噪声包括随机噪声和相干噪声，随机噪声干扰表现为麻点干扰，相干噪声表现为网纹干扰。 （5）图像重建 几何处理、图像增强、图像复原都是从图像到图像的处理，即输入的原始数据是图像，处理后输出的也是图像，而重建处理则是从数据到图像的处理。也就是说输入的是某种数据，而处理结果得到的是图像。 该处理的典型应用就是CT技术，CT技术发明于1972年，早期为X光CT，后来发展的有ECT、超声CT、核磁共振（NMR）等。 图像重建的主要算法有代数法、迭代法、傅里叶反投影法、卷积反投影法等，其中以卷积反投影法运用最为广泛，因为它的运算量小、速度快。 值得注意的是三维重建算法发展很快，而且由于与计算机图形学相结合，把多个２Ｄ图像合成３Ｄ图像，并加以光照模型和各种渲染技术，能生成各种具有强烈真实感及纯净的高质量图像。 （6）图像编码 图像编码的研究属于信息论中信源编码范畴，其主要宗旨是利用图像信号的统计特性及人类视觉的生理学及心理学特性对图像信号进行高效编码，即研究数据压缩技术，以解决数据量大的矛盾。 一般来说，图像编码目的有三个： ①减少数据存贮量； ②降低数据率以减少传输带宽； ③压缩信息量，便于特征抽取，为识别作准备。 现代编码法的特点是： ①充分考虑人的视觉特性； ②恰当地考虑对图像信号的分解与表述； ③采用图像的合成与识别方案压缩数据率。 如JPEG、H.261、H.263、MPEG1、MPEG2、MPEG4、MPEG7 （7）模式识别 模式识别方法大致有三种，即： 统计识别法； 句法结构模式识别法； 模糊识别法。 统计识别法侧重于特征，句法结构识别侧重于结构和基元，模糊识别法是把模糊数学的一些概念和理论用于识别处理。在模糊识别处理中充分考虑人的主观概率，同时也考虑了人的非逻辑思维方法及人的生理、心理反映。 （8）图像理解 图像理解是由模式识别发展起来的方法。该处理输入的是图像，输出的是一种描述。这种描述并不仅是单纯的用符号作出详细的描绘，而且要利用客观世界的知识使计算机进行联想、思考及推论。 以上所述的八项处理任务是图像处理所涉及到的主要内容。总的说来，经多年的发展，图像处理经历了从静止图像到活动图像；从单色图像到彩色图像；从客观图像到主观图像；从二维图像到三维图像的发展历程。 军事 国防 技术难点 工业质量控制 机器视觉系统----印刷品质量监测 三、图像处理技术的分类 模拟图像处理 数字图像处理。 （1）模拟图像处理(Analog image processing)； 模拟处理包括：光学处理（利用透镜）和电子处理，如：照相、遥感图像处理、电视信号处理等，电视图像是模拟信号处理的典型例子，它处理的是活动图像，25帧/秒。 优点： 模拟图像处理的特点是速度快，一般为实时处理，理论上讲可达到光的速度，并可同时并行处理。 缺点： 模拟图像处理的缺点是精度较差，灵活性差，很难有判断能力和非线性处理能力。 (2）数字图像处理(Digital Image processing)： 数字图像处理一般都用计算机处理，因此也称为计算机图像