数字图像处理技术与应用 第1章.ppt

数字图像处理技术与应用; 第1章 数字图像处理概述;第1章 数字图像处理概述1.1 图像处理的基础知识;1.1 图像处理的基础知识;1.1 图像处理的基础知识;1.2 数字图像处理术语;数字化：将一幅图像从原来的形式转化为数字形式的处理过程。 扫描：对一幅图像内的给定位置寻址。在扫描过程 中被寻址的最小单元是图像元素，即像素，对摄影图像的数字化就是对胶片上一个个小斑点的顺序扫描。 采样：在一幅图像的每个像素位置上测量灰度值。 量化：将测量的灰度值用一个整数表示。; 1.3 数字图像处理的方法和内容; 1.3 数字图像处理的方法和内容;1.3.2 数字图像处理的主要内容 1. 图像信息获取 数字图像处理的第一步是图像的采集和获取，把一幅图像转换成适合输入计算机的数字信号，这一过程包括摄取图像、A/D转换及数字化等步骤。主要设备包括：CCD摄像设备、飞点扫描器、扫描鼓、扫描仪等图像数字化设备。 2. 图像信息的存储 图像信息的特点是数字量巨大，存储采用的介质有磁带、磁盘或光盘，为解决海量存储问题主要研究数据压缩、图像格式和图像数据库技术等。; 3. 数字图像处理 数字图像处理多采用计算机处理，主要内容为几何处理、算术处理、图像增强、图像复原、图像编码、图像重建、图像识别和图像理解。 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，图像的校正，图像周长、面积、体积的计算等。 2）算术处理 算术处理主要对图像施以加、减、乘、除等运算。; 3）图像变换 由于数字图像阵列通常很大，直接在空间域中进行处理，计算量非常大。采用各种图像变换的方法，如傅里叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术，将空间域的处理转换为变换域处理，这样不仅可减少计算量，而且可以获得更有效的处理。例如，通过傅里叶变换可以在频域中进行数字滤波处理，目前研究的小波变换在时域和频域中都具有良好的局部化特性，在图像处理中也有着广泛而有效的应用。; 4）图像编码压缩 图像编码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编码，图像编码的目的： （1）减少数据存储量； （2）降低码流以减少传输带宽； （3）压缩信息量，便于识别和理解。 图像编码压缩技术可以减少描述图像的数据量，以节省图像传输、处理的时间和减少所占用的存储器容量。压缩可以在不失真的前提下获得，也可以在允许的失真条件下进行。; 5）图像增强和复原 图像增强和复原的目的是提高图像的质量，如去除噪声、提高图像的清晰度等。图像增强不考虑引起图像降质的原因，而是突出图像中所感兴趣的部分。例如，强化图像高频分量可以使图像中物体轮廓清晰、细节明显，强化低频分量可减少图像中噪声的影响。图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解，一般根据降质过程建立“降质模型”，再采用某种滤波方法，恢复或重建原来的图像。;1.3 数字图像处理的方法和内容; 7）图像描述 图像描述是图像识别和理解的必要前提。作为最简单的二值图像可以采用其几何特性描述物体的特性，一般图像的描述方法采用二维形状描述，它有边界描述和区域描述两类方法。对于特殊的纹理图像可以采用二维纹理特征描述。随着图像处理技术研究的深入发展，已经开始进行三维物体描述的研究，提出了体积描述、表面描述、广义圆柱体描述等方法。; 8）图像识别 图像分类识别属于模式识别的范畴，其主要内容是图像经过某些预处理（如增强、复原、压缩）后，进行图像分割和特征提取，从而进行判决分类。图像分类常采用经典的模式识别方法，有统计模式分类和句法结构模式分类，近年来新发展起来的模糊模式识别和人工神经网络模式分类在图像识别中也越来越受到重视。; 9）图像理解 图像理解是由模式识别发展起来的方法。这种处理过程的输入是图像，输出是一种描述。这种描述并不仅是单纯的用符号做出详细的描绘，而且要根据客观世界的知识利用计算机进行联想、思考及推论，从而理解图像所表现的内容。图像理解有时也称为景物理解。在这一领域还有相当多的问题需要进行深入研究。; 1.4 数字图像处理的应用; 2. 交通领域的应用 交通管制、机场监控、运动车船的视觉反馈控制，火车车厢的识别等。 3. 军事、公安领域中的应用 军事侦察、定位、引导、指挥等应用，巡航导弹地形识别，遥控飞行器的引导，测视雷达的地形侦察，目标的识别与制导，指纹自动识别，罪犯脸形合成，手迹、人像、印章的鉴定识别，