数字图像处理第一章 绪论.ppt

教学建议: 本章教学安排2学时 学习本课程的先修知识包括： 线性代数：矩阵的表示与运算 数字信号处理 微机原理 软件技术基础 工程光学、光度学、色度学等。 内容提要: 数字图像处理的目的与任务 数字图像处理的发展 基本的图像处理系统 图像各种形式的表示 3.重点了解 图像处理的目的和任务 图像及数字图像的概念 基本的图像处理系统 数字图像的表示 MATLAB图像处理工具箱的初步使用以及DSP与图像应用。 二、图像处理的目的、任务与特点 二-1 图像处理的目的 （1）提高图像的视觉质量，以提供人眼主观满意或较满意的效果。 （2）提取图像中目标的某些特征，便于计算机分析或机器人识别。 （3）为了存储和传输庞大的图像和视频信息，常常对这类数据进行有效的压缩。 （4）信息的可视化。 （5）信息安全的需要。 二-2、图像处理的任务 图像处理的主要任务： 图像获取与数字化 图像增强 图像恢复 图像重建 图像变换 图像编码与压缩 图像分割等等 二-3、数字图像处理的特点 1．具有数字信号处理技术共有的特点。如： （1）处理精度高。 （2）重现性能好：数字图像处理与模拟图像处理的根本不同在于，它不会因图像的存储、传输或复制等一系列变换操作而导致图像质量的退化。只要图像在数字化时准确地表现了原稿，则数字图像处理过程始终能保持图像的再现。 （3）灵活性高：数字图像处理不仅能完成线性运算，而且能实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系来表达的一切运算均可用数字图像处理实现。 2．数字图像处理后的图像可能是供人观察和评价的，也可能作为机器视觉的预处理结果。 3．数字图像处理技术的适用面宽。原始模拟图像可以来自多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的波谱图像、超声波图像或红外图像等。 4．数字图像处理技术综合性强（涉及通信、计算机、电子、电视、数学、物理等等）。 5、图像信息理论与通信理论密切相关：通信研究的是一维时间信息、时间域和频率域的问题；图像研究的是二维空间信息、空间域和空间频率域之间的关系。 6、数字图像处理与模拟方式处理图像相比，也有一些不足之处，如： （1）数字图像处理的信息大多是二维或二维以上的多维信息，数据量巨大。如一幅256×256低分辨率黑白图像，要求约64kbit的数据量；对高分辨率彩色512×512图像，则要求768kbit数据量；如果要处理30帧/秒的电视图像序列，则每秒要求500kbit～22.5Mbit数据量。因此对计算机的计算速度、存储容量等要求较高。 （2）数字图像信号占用的频带较宽。如电视图像的带宽约5.6MHz，而语音带宽仅为4kHz左右。所以在成像、传输、处理、存储、显示等各个环节的实现上，技术难度较大，成本亦高，这就对频带压缩技术提出了更高的要求。 （3）处理费时。 1. 什么是图像 图像是泛指照片、动画等等形成视觉景象的事物。“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象或反映。是客观和主观的结合。 图象与计算机图形学中的图形的区别是：计算机图形学是从建立数学模型到生成图形，而图象通常是指从外界产生的图形。 图像的分类： （1）按灰度分类：二值图像和多灰度图像 （2）按彩色分类：单色图像和彩色图像 （3）按运动分类：静态图像和动态图像 （4）按时空分类：二维图像和三维图像 三- 2 图像及其类型 三-3 图像的文件格式 BMP文件格式：不经过压缩直接按位存盘的文件格式，称为位图（bitmap）扩展名为.bmp。 GIF文件格式：GIF（graphic Interchange Format）是由 CompuServe公司设计和开发的文件存储格式，用于存储图形，也可以用来存储256色图像。扩展名为.gif。 TIFF文件格式：TIFF（Tagged Image File Format）是相对经典、功能很强的图像文件存储格式，扩展名为tif或tiff。 JPEG文件格式：由（国际）联合图像专家组（Joint Photographic Experts Group）提出的静止图像压缩标准文件格式，是面向常规彩色图像及其它静止图像的一种压缩标准。 扩展名为.jpg或.jpeg。 (a)原图 (b)将原图放大4倍 图1.1 自然景物图像 图1.2 像素 图像的数字化包括两个主要步骤：采样和量化 图像处理的基础知识 1.2 数字图像处理术语 数字图像处理： 数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成