[理学]数字图像处理ch01MATLAB.ppt

第一章 绪论 * * 数字图象处理 上海大学计算机学院 主要内容： 1.数字图象 2.数字图象处理 3.数字图象处理系统 4.数字图象处理的内容 5.数字图象处理的应用 6.数字图象处理在信息科学中的地位 第一章 绪论 1.1 数字图象处理的概念 信息与数据 信息与人 A lion 狮子 信息是事物存在的一种形式，数据是信息的“符号”载体 眼、耳、鼻、舌、身 口、身 神经中枢系统 图象信息 人类所接受的信息中，各种信息所占比例 20% 20% 大于60% 比例 其他 听觉信息 视觉信息 相对于语音信息（声音信息），一般将视觉信息也称为图象信息 用各种观测系统以不同的形式和手段观测世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体[1]. 解释： 1.能用观测系统获得的“实体” （观测系统可以是物理仪器，也可以是人 眼等生物感觉器官）； 2．这种“实体”能直接或间接作用于人眼，并以某种形式形成人的视知觉； 3．这种“实体”的表现形式，通常是一种图象信息的载体. [1]参见：章毓晋，图象工程(上册)—图象分析和处理，清华大学出版社，1999：北京 图象 数字图象处理 指用数字计算机及其它有关数字技术，对图像施加某种运算和处理，从而达到某种预想目的的技术. 解释：图象在计算机里的表示形式就是所谓的“数字图象”。 ? 数字图像处理出现于50年代，作为一种学科形成于60年代．广泛应用于通信、医学、印染工业、工业检测、科学研究等领域． （处理一词，在一般意义上是指对某一对象做一系列能导致预期结果的操作） 图像处理是指按照一定的目标，用一系列的操作来“改造”图像的方法. 图象处理 1．模拟图象处理（光学图像处理等） 用光学、电子等方法对模拟信号组成的图像，用光学器件、电子器件进行光学变换等处理得到所需结果（哈哈镜、望远镜，放大镜，电视等）. 2．数字图像处理 先用某种技术和手段将模拟图像信号数字化，然后用电子计算机对数字图像进行分析和变换，达到预期的效果的技术总称. 图象处理技术的分类(从方法上进行分类)[2] 注：一大类技术的总和，一套理论体系，一门学科 [2]参见：夏中良，数字图象处理，东南大学出版社，1998:南京 数字图象处理的应用主要有三方面的因素需要考虑：存储器的容量，计算速度，传输带宽 数字图象处理的优点 综合能力强：可充分利用通讯、计算机、电子、数学、物理等学科的理论和技术。 数字图象处理的特点 数字图象处理的缺点 如果不作任何的“深”加工处理，比如编码压缩，则： 　　一页书：２０００字＊２约４K大小; 　　一幅普通图像：1024*1024*3约３M; 　　一份１分钟的活动图象：512*512*3*25*60=1179.7M (１９.7M字节每秒，157.3Mbps) 数字图像处理于其他学科的关系 图像处理与计算机图形学 “图象/图形”页面中的“图”依结构特点可分 为图像（Image）和图形（Graphics）； 图像：主要特点为由一系列的具有不同灰度 值的像素所组成; 图形：主要特点为由一组数学公式描述； 提示: 1.数字图像处理与计算机图形学是两个相关的学科，但不论从概念上看，还是从应用角度看，是各自独立发展起来的； 2.计算机图形学研究用给定的描述（数学公式或数据）用计算机来生成相应的图形或图像，这里提到的图像主要是指颜色的变化，很少有层次的变化，它们是计算机画出来的，并不是从客观世界直接得来的; 3.数字图像处理研究以二维数组形式给出的图像数据（这些数据来自客观世界，反映了客观世界丰富的颜色和层次变化），按特定的目的，用计算机对数据进行加工处理，达到预期的目的。????? 图像处理的两种形式 1．从图像到图象 2．从图像到关于图象的描述数据或符号 数字信号处理 可以把图象处理看成是一种特殊的数字信号处理 模式识别 图象识别的理论源泉 多媒体技术 图象压缩编码是其主要内容之一 1.2数字图象处理的起源 1920年代的Bartlane电缆图片传输系统(无计算机时代) 1960年代的空间探测器发回的图象畸变校正系统(计算机技术引入到空间项目的开发当中) 1970年代的计算机断层扫描图象重建技术 …… 1.3 常用信息源及应用实例 (问题:数字图象处理技术的应用范围如何界定?答:根据信息源进行分类界定是方法之一.) 伽马射线成像(核医学和天文观测,PET(正电子放射断层)) X射线成像(医学诊断,天文学) 紫外波段成像(平板印刷技术,“荧光显微镜”技术) 可见光及红外波段成像 微波波段成像(雷达) 无线电波成像（医学诊断,天文学） 其他图象成像模式（主要是声波） 图象处理技术要解决的几个核心问题: