第1章 数字图像处理概述 .pptx

第1章数字图像处理概述;;1.1认识数字图像处理;1922年，图像第一次通过海底电缆从伦敦传往纽约。

早期数字图像视觉质量的过程中遇到了很多问题，其首要问题涉及打印方法的选择和亮度等级的分布。;从冯·诺依曼开始，一系列重要的进展使得计算机强大到足以用于数字图像处理

第一台功能强大到足以执行有意义的数字图像处理任务的大型计算机出现在20世纪60年代初

利用计算机技术改善空间探测器发回的图像，始于1964年美国加利福尼亚的喷气推进实验室

;随着科技水平的日益提高，危、重、繁、杂的体力劳动正在逐渐被智能机器人及机器生产线所取代

具有环境理解的机器视觉在工业装配、自动化生产线控制、救火、排障、引爆等方面的应用

家庭的辅助劳动、烹饪、清洁、老年人及残障人士的监护方面的应用;远程多媒体网络视频聊天已经被普遍使用，图、文、声、像并茂的网络媒体已经融入人们的日常生活

高清晰度的数字电视已经走进千家万户

可视电话与可视图书资料等即将成为普通家庭的必备品。;医用超声成像

X光造影成像、X光断影成像

核磁共振断层成像;遥感图像提供精确、客观的调查和检测资料

各种农作物的生产情况、收获估计

林业资源、矿产资源、地质、水文、海洋、气象等观测;图像制导技术在战略、战术武器制导中发挥了极大作用，其特点是高精度与智能化

图像匹配与定位技术为基础的光学制导正在进一步发展

在测控技术中，光学跟踪测控也是最精密的测控技术之一;印刷体汉字识别和手写汉字识别技术已经进入实用化阶段

汉字识别输入将逐步取代打字输入

语音识别输入，办公的自动化程度正在不断提高;利用数字图像变形技术产生的特技效果在电影、电视、动画和媒体广告中有很多非常成功的应用

计算机图像生成技术在广告制作、动画制作、网络游戏中更是有令人叹为观止的成果

在服装设计、发型设计、歌舞动作设计等诸多方面也都有广泛的应用;数字图像处理，是用计算机对图像进行处理和分析，以达到所需结果的技术，又称数字图像处理。数字图像是指用工业相机、摄像机、扫描仪等设备经过拍摄、扫描得到的二维数组，该数组的???素称为像素，像素的值称为灰度值。数字图像处理技术一般包括图像压缩、增强、复原、分割、描述、匹配和识别等几个部分。

图像工程，是各种与数字图像有关的技术的总称。这些技术可根据各自的特点分为3个既有联系又有区别的层次：图像处理、图像分析和图像理解。这三者的有机结合称为图像工程。换句话说，图像工程是既有联系又有区别的图像处理、图像分析及图像理解的有机结合，除此之外图像工程还包括对它们的工程应用。

;;1.2认识数字图像;人眼的形状近似为一个球体（成人眼球前后径约为24mm），它由3层膜包裹：外覆的角膜与巩膜、脉络膜、视网膜。

角膜相当于相机的镜头，瞳孔相当于光圈，晶状体相当于调焦器，视网膜相当于底片。;物体在人眼中成像的示意如图1?12所示，反映了光学系统的光路原理

在人眼中，晶状体和成像区域的距离是固定的，晶状体中心和沿视轴的视网膜的距离约为17mm;把一幅连续图像在空间上分割成M（行）×N（列）个方格，每个方格可以用一个亮度值来表示，每一个方格又被称为一个像素，这时连续图像就变成了离散图像;为了形成数字图像，亮度值也要转化（量化）为离散量

量化就是把采样点上对应的亮度连续变化区间转换为单个特定数值的过程，将图像的连续灰度值量化成256个离散灰度级，灰度范围从黑（0）到白（255）;当像素相邻时，两个像素之间有邻接关系，邻接的模式有4邻接、对角邻接、8邻接、m邻接。;m邻接，也称混合邻接，需满足以下条件之一

①像素q在像素p的4邻域中。

②像素p在像素q的对角邻域中，并且像素p的4邻域和像素q的4邻域的交集中的值没有来自V中的值，此时像素p和像素q为m邻接。;连通反映两个像素的空间关系

对于两个像素p和q，如果q在p的4邻域集合中，则称这两个像素是4连通的

对于两个像素p和q，如果q在p的8邻域集合中，则称这两个像素是8连通的;区域的定义是建立在连通集的基础上的

令R为图像的一个像素子集，

如果R是连通集，则称R为一个区域

如果两个区域和联合形成一个连通集，则区域和称为邻接区域;;1.3认识数字图像处理工具;VisualC++是Windows操作系统下的C++集成设计环境，随着Windows操作系统的普及，在VisualC++下实现数字图像处理成为在普通PC上进行数字图像处理操作的常用途径之一

CImage类，其能够胜任大多数类型的数字图像处理任务;MATLAB是MathWorks公司开发的一款工程数学计算软件

MATLAB图像处理工具箱（ImageProcessingToolbox，IPT）中封装有一系列针对不同数字图像处理需求的标准算法

MATLAB有许多与数字图像处理密切相关的数据结构及基本操