图像处理的应用chapter7

第七章 图像处理的应用指纹识别系统指纹，由于其具有终身不变性、唯一性和方便性，已几乎成为生物特征识别的代名词。指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹线。指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。由于每个人的指纹不同，就是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鉴定。指纹识别系统IBM指纹识别笔记本电脑汉王指纹考勤机指纹锁指纹识别系统指纹的基本特征全局特征（描述了指纹的总体结构）局部特征（指指纹纹乱上的节点的特征，这些特征提供了指纹唯一性的确认信息）纹形（箕形、斗形、弓形）模式区核心点三角点纹数指纹识别系统斗形纹弓形纹箕形纹纹形可以分为箕形、弓形、斗形，如下图所示。其他的指纹图案都是基于这三种基本图案指纹识别系统指纹采集图像处理特征提取数据库指纹采集图像处理特征提取 匹配鉴别结果训练模块鉴别模块指纹识别系统框图指纹识别系统指纹图像的获取的设备1、光学取像设备 依据的是光的全反射原理(ftir)。光线照到压有指纹的玻璃表面，反射光线由ccd去获得，反射光的数量依赖于压在玻璃表面指纹的脊和谷的深度和皮肤与玻璃间的油脂。光线经玻璃设到谷后反射到ccd，而设到脊后则不反射到ccd（确切的是脊上的液体反光的）。2、晶体传感器硅传感器成为电容的一个极板，手指则是另一极板，利用手指纹线的脊和谷相对于平滑的硅传感器之间的电容差，形成8bit的灰度图像。3、超声波扫描利用超声波具有穿透材料的能力，且随材料的不同产生大小不同的回波（超声波到达不同材质表面时，被吸收、穿透与反射的程度不同），因此，利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹脊与谷所在的位置。指纹识别系统成像技术光学成像技术硅晶体电容传感技术超声波扫描体积大小中耐用性非常耐用容易损坏一般成像能力汗多和稍脏的手指成像模糊干手指好，汗多和稍脏的手指不能成像非常好耗电较多较少较多成本低低很高三种成像技术的比较指纹识别系统图像剪裁图像平滑图像锐化二值化图像修饰图像细化原始图像输出图像指纹图像的预处理过程指纹识别系统图像剪裁：将原始指纹图像应用一定的算法进行剪切，在基本不损失有用的指纹信息的基础上产生一个比原始图像小的指纹图像，减少数据量。图像平滑：去除噪声干扰，而又不使图像失真锐化处理：为强化指纹纹线间的界线，突出边缘信息，利于二值化修饰处理：指纹图像经过二值化后，纹线边缘往往有凹凸不齐，为使图像整洁，边缘圆滑，需要进行修饰处理。二值化：对于锐化后的图像，其直方图有明显的双峰，故易于选取的阈值进行指纹图像二值化。细化处理：所关心的不是指纹的粗细，而是指纹的有无，因此，在不破坏图像连通性的情况下去掉多余的信息指纹识别系统定位分区特征提取分类细化图像存入指纹库指纹识别和分类流程遥感图像的应用 遥感（Remote Sensing），从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过仪器（传感器）探测和接收来自目标物体的信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布等特征的技术。通常遥感是指空对地的遥感，即从远离地面的不同工作平台上（如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等）通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。遥感图像的应用 用于探测海洋水色水温，评估渔场、预报鱼讯、监测海洋污染、河口泥沙、海岸带生态和冰情等 可以对全球植被和土地状况进行分类，监测土地沙漠化、森林砍伐、病虫灾害、城市化等环境变化进程 还可以利用遥感技术进行国土资源普查，寻找矿产，监测火山、黄土、冰川、岩溶等新生代地质作用和现象 遥感技术在城市规划与工程建设方面也发挥着重要作用遥感图像的应用人造卫星观测的地球遥感图像的应用塔克拉玛干沙漠的遥感图像遥感图像的应用遥感监测森林状况（绿色为森林）遥感图像的应用图为遥感监测到的森林过度砍伐情况遥感图像的应用图为长江沉淀了大量的泥沙遥感图像的应用遥感监测到土地荒漠化情况GVI遥感图像的应用图为遥感监测的火山运动情况遥感图像的应用遥感图像处理内容 校正 图像校正是指从具有畸变的图像中消除畸变的处理过程，消除几何畸变的叫几何校正；消除辐射量失真的叫辐射校正。变换 交换泛指按一定规则从一帧图形加工产生另一帧图像的处理过程，这里所指的图像变换主要包括图像增强和特征提取两方面内容。分类。校正 几何校正：对各类遥感影像的畸变都必须以地形图为基准进行几何校正。几何校正步骤大致如下：选择控制点建立整体映射函数重采样内插 辐射较正：从遥感器所获得的图像的灰度与目标物的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量是不一致的，所以要进行辐射校正。辐射校正的结果，会改变图像的色调和色彩。图像交换 图像增强：图像增强是改善图像视觉效果的处理。当图像增强则把重点放在使分析者能从视觉上便于识别图像内容之上，典型的图像增强有灰度交换、彩色合成等。特征提取：为了利用仪器进行图像判读及分析处理，需要从原始图像数据中求出有益于分析的判读标志及统计量等各种参数。对图像进行变换，突出其具有代表性的特征的方法，叫特征提取。特征提取可以定量地抽出以下三种特征：光谱特征：空间（几何）特征：纹理特征图像处理在医学方面的应用 图像处理在生命科学研究、医学诊断、临床治疗等方面起着重要的作用，X射线、CT、MRI的发现或发明者获得诺贝尔奖，就是其重要价值的印证。图像处理在医学方面的应用 主要包括对医用显微图像的处理分析，如染色体分析，癌细胞识别，心血管数字减影及其他减影技术；热像、红外像分析。此外还有X光照片增强、冻结及伪彩色增强；超声图像成像、冻结、增强及伪彩色处理；CT、MRI、射线照相机、正电子和质子CT的应用；心电图分析、立体定向放射治疗等医学诊断方面都广泛地应用图像处理技术。图像处理在医学方面的应用X光照片图像处理在医学方面的应用肾脏多普勒红外热图图像处理在医学方面的应用螺旋菌（光学显微镜下）螺旋菌（电子显微镜下）图像处理在医学方面的应用图像处理在医学方面的应用