数字图像处理-课件

数字图像处理Digital Image ProcessingDigital Image Processing 陕西省精品课程陕西省精品课程数字图像处理数字图像处理 课课程程相相关关资资料料（讲讲讲讲义义义义、上上上上机机机机用用用用图图图图像像像像数数数数据据据据，显显显显示示示示图图图图像像像像的的的的MablibMablibMablibMablib、作作作作业业业业参参参参考考考考答答答答案案案案、MATLABMATLABMATLABMATLAB讲讲讲讲座座座座等等等等）可下载获取。可下载获取。网址：网址：Digital Image ProcessingDigital Image Processing 数数 字字 图图 像像 处处 理理主讲教师主讲教师:许录平许录平 冯冬竹冯冬竹研研究究生生课课程程研研究究生生课课程程 联系电话：联系电话：联系电话：联系电话：-601-601 Email:Email:Digital Image ProcessingDigital Image Processing 理解概念理解概念 掌握方法掌握方法 学会应用学会应用教教 学学 目目 的的Digital Image ProcessingDigital Image Processing 教教 材材Digital Image ProcessingDigital Image Processing 教教 材材（2009200920092009年年年年8 8 8 8月第三次印刷）月第三次印刷）月第三次印刷）月第三次印刷）或或或或（2010201020102010年年年年8 8 8 8月第五次印刷月第五次印刷月第五次印刷月第五次印刷)Digital Image ProcessingDigital Image Processing 第第1 1章章 绪论绪论 考核方法考核方法 课程统一闭卷笔试课程统一闭卷笔试(70%)(70%)上机及作业上机及作业(30%)(30%)Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.1 1.1 图像和图像处理图像和图像处理1.2 1.2 数字图像处理的步骤和方法数字图像处理的步骤和方法1.3 1.3 数字图像处理系统的组成数字图像处理系统的组成1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用1.5 1.5 课程内容简介课程内容简介第第1 1章章 绪论绪论Digital Image ProcessingDigital Image Processing 图像图像图像图像 什么是图像什么是图像什么是图像什么是图像：“图图图图”是物体透射或反射光的分布，是客观存在的。是物体透射或反射光的分布，是客观存在的。是物体透射或反射光的分布，是客观存在的。是物体透射或反射光的分布，是客观存在的。“像像像像”是人的视觉系统对图在大脑中形成的印象或认识，是人的是人的视觉系统对图在大脑中形成的印象或认识，是人的是人的视觉系统对图在大脑中形成的印象或认识，是人的是人的视觉系统对图在大脑中形成的印象或认识，是人的感觉。图像（感觉。图像（感觉。图像（感觉。图像（imageimageimageimage）是图和像的有机结合，既反映物体的客观）是图和像的有机结合，既反映物体的客观）是图和像的有机结合，既反映物体的客观）是图和像的有机结合，既反映物体的客观存在，又体现人的心理因素；是客观对象的一种可视表示，它包存在，又体现人的心理因素；是客观对象的一种可视表示，它包存在，又体现人的心理因素；是客观对象的一种可视表示，它包存在，又体现人的心理因素；是客观对象的一种可视表示，它包含了被描述对象的有关信息。含了被描述对象的有关信息。含了被描述对象的有关信息。含了被描述对象的有关信息。图像分类图像分类图像分类图像分类：根据图像空间坐标和幅度（亮度或色彩）的连续性可根据图像空间坐标和幅度（亮度或色彩）的连续性可根据图像空间坐标和幅度（亮度或色彩）的连续性可根据图像空间坐标和幅度（亮度或色彩）的连续性可分为模拟（连续）图像和数字图像。模拟图像是空间坐标和幅度分为模拟（连续）图像和数字图像。模拟图像是空间坐标和幅度分为模拟（连续）图像和数字图像。模拟图像是空间坐标和幅度分为模拟（连续）图像和数字图像。模拟图像是空间坐标和幅度都连续变化的图像，而数字图像是空间坐标和幅度均用离散的数都连续变化的图像，而数字图像是空间坐标和幅度均用离散的数都连续变化的图像，而数字图像是空间坐标和幅度均用离散的数都连续变化的图像，而数字图像是空间坐标和幅度均用离散的数字（一般是整数）表示的图像。字（一般是整数）表示的图像。字（一般是整数）表示的图像。字（一般是整数）表示的图像。1.1 1.1 图像和图像处理图像和图像处理Digital Image ProcessingDigital Image Processing 图像的类别图像的类别图像图像图像图像数学数学数学数学函数函数函数函数不可见的不可见的不可见的不可见的物理图像物理图像物理图像物理图像可见的图像可见的图像可见的图像可见的图像 光光光光图图图图像像像像照片、照片、照片、照片、图与画图与画图与画图与画Digital Image ProcessingDigital Image Processing 400nm400nm700nm700nm紫外光紫外光紫外光紫外光546.1n m546.1n m435.8nm435.8nm780nm780nm单波段、多波段和超波段图像单波段、多波段和超波段图像图像的类别图像的类别Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.1 1.1 图像和图像处理图像和图像处理三种典型地物的波谱反射特性三种典型地物的波谱反射特性三种典型地物的波谱反射特性三种典型地物的波谱反射特性Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.1 1.1 图像和图像处理图像和图像处理Digital Image ProcessingDigital Image Processing 彩色与非彩色图像彩色与非彩色图像彩色与非彩色图像彩色与非彩色图像Digital Image ProcessingDigital Image Processing 红外图像红外图像Digital Image ProcessingDigital Image Processing 图像处理图像处理图像处理图像处理 图像处理（图像处理（图像处理（图像处理（image processingimage processingimage processingimage processing）就是对图像信息进行加工处）就是对图像信息进行加工处）就是对图像信息进行加工处）就是对图像信息进行加工处理和分析，以满足人的视觉心理需要和实际应用或某种目的（如理和分析，以满足人的视觉心理需要和实际应用或某种目的（如理和分析，以满足人的视觉心理需要和实际应用或某种目的（如理和分析，以满足人的视觉心理需要和实际应用或某种目的（如压缩编码或机器识别）的要求。图像处理可分为以下压缩编码或机器识别）的要求。图像处理可分为以下压缩编码或机器识别）的要求。图像处理可分为以下压缩编码或机器识别）的要求。图像处理可分为以下3 3 3 3类类类类 ：模拟图像处理（模拟图像处理（模拟图像处理（模拟图像处理（analogue image processinganalogue image processinganalogue image processinganalogue image processing）；数字图像处理（数字图像处理（数字图像处理（数字图像处理（digital image processingdigital image processingdigital image processingdigital image processing）；）；）；）；光电结合处理（光电结合处理（光电结合处理（光电结合处理（optoelectronic processingoptoelectronic processingoptoelectronic processingoptoelectronic processing）。）。）。）。模模模模拟拟拟拟图图图图像像像像处处处处理理理理：也也也也称称称称光光光光学学学学图图图图像像像像处处处处理理理理，它它它它是是是是利利利利用用用用光光光光学学学学透透透透镜镜镜镜或或或或光光光光学学学学照照照照相相相相方方方方法法法法对对对对模模模模拟拟拟拟图图图图像像像像进进进进行行行行的的的的处处处处理理理理，其其其其实实实实时时时时性性性性强强强强、速速速速度度度度快快快快、处处处处理理理理信信信信息息息息量量量量大大大大、分辨率高，但是处理精度低，灵活度差，难有判断功能分辨率高，但是处理精度低，灵活度差，难有判断功能分辨率高，但是处理精度低，灵活度差，难有判断功能分辨率高，但是处理精度低，灵活度差，难有判断功能 。1.1 1.1 图像和图像处理图像和图像处理Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.1 1.1 图像和图像处理图像和图像处理数字图像处理数字图像处理：即利用计算机对数字图像进行处理即利用计算机对数字图像进行处理即利用计算机对数字图像进行处理即利用计算机对数字图像进行处理 ，它具有精度，它具有精度，它具有精度，它具有精度高、处理内容丰富、方法易变、灵活度高等优点。但是它的处高、处理内容丰富、方法易变、灵活度高等优点。但是它的处高、处理内容丰富、方法易变、灵活度高等优点。但是它的处高、处理内容丰富、方法易变、灵活度高等优点。但是它的处理速度受到计算机和数字器件的限制，一般也是串行处理，因理速度受到计算机和数字器件的限制，一般也是串行处理，因理速度受到计算机和数字器件的限制，一般也是串行处理，因理速度受到计算机和数字器件的限制，一般也是串行处理，因此处理速度较慢。此处理速度较慢。此处理速度较慢。此处理速度较慢。光电结合处理光电结合处理：用光学方法完成运算量巨大的处理（如频谱变换等）用光学方法完成运算量巨大的处理（如频谱变换等）用光学方法完成运算量巨大的处理（如频谱变换等）用光学方法完成运算量巨大的处理（如频谱变换等），而用计算机对光学处理结果（如频谱）进行分析判断等处理。，而用计算机对光学处理结果（如频谱）进行分析判断等处理。，而用计算机对光学处理结果（如频谱）进行分析判断等处理。，而用计算机对光学处理结果（如频谱）进行分析判断等处理。该方法是前两种方法的有机结合，它集结了二者的优点。光电该方法是前两种方法的有机结合，它集结了二者的优点。光电该方法是前两种方法的有机结合，它集结了二者的优点。光电该方法是前两种方法的有机结合，它集结了二者的优点。光电结合处理是今后图像处理的发展方向，也是一个值得关注的研结合处理是今后图像处理的发展方向，也是一个值得关注的研结合处理是今后图像处理的发展方向，也是一个值得关注的研结合处理是今后图像处理的发展方向，也是一个值得关注的研究方向。究方向。究方向。究方向。Digital Image ProcessingDigital Image Processing 图像的表示图像的表示图像的表示图像的表示图像的数学表示图像的数学表示图像的数学表示图像的数学表示：一幅图像所包含的信息首先表现为光的强度一幅图像所包含的信息首先表现为光的强度一幅图像所包含的信息首先表现为光的强度一幅图像所包含的信息首先表现为光的强度（intensityintensity）,即一幅图像可看成是空间各个坐标点上的光强度即一幅图像可看成是空间各个坐标点上的光强度即一幅图像可看成是空间各个坐标点上的光强度即一幅图像可看成是空间各个坐标点上的光强度I I I I 的集合，其普遍数学表达式为：的集合，其普遍数学表达式为：的集合，其普遍数学表达式为：的集合，其普遍数学表达式为：I=f(x I=f(x，y y，z z，t)t)式中式中式中式中(x,y,z)(x,y,z)(x,y,z)(x,y,z)是空间坐标，是空间坐标，是空间坐标，是空间坐标，是波长，是波长，是波长，是波长，t t t t是时间，是时间，是时间，是时间，I I I I是光点是光点是光点是光点(x,y,z)(x,y,z)(x,y,z)(x,y,z)的强度的强度的强度的强度（幅度）。（幅度）。（幅度）。（幅度）。上式表示一幅上式表示一幅上式表示一幅上式表示一幅运动的运动的运动的运动的(t)(t)(t)(t)、彩色、彩色、彩色、彩色/多光谱的多光谱的多光谱的多光谱的()、立体的、立体的、立体的、立体的(x,y,z)(x,y,z)(x,y,z)(x,y,z)图像。图像。图像。图像。1.1 1.1 图像和图像处理图像和图像处理Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.1 1.1 图像和图像处理图像和图像处理 静止图像，与时间静止图像，与时间静止图像，与时间静止图像，与时间t t t t无关；单色图像（也称灰度图像），无关；单色图像（也称灰度图像），无关；单色图像（也称灰度图像），无关；单色图像（也称灰度图像），波长波长波长波长为一常数；平面图像，则与坐标为一常数；平面图像，则与坐标为一常数；平面图像，则与坐标为一常数；平面图像，则与坐标z z z z无关。无关。无关。无关。即在每一种情况下，图像的表示可省略掉一维，即即在每一种情况下，图像的表示可省略掉一维，即即在每一种情况下，图像的表示可省略掉一维，即即在每一种情况下，图像的表示可省略掉一维，即 （1 1 1 1）静止图像：静止图像：静止图像：静止图像：I=f I=f I=f I=f（x x x x，y y y y，z,z,z,z,）（2 2 2 2）灰度图像：灰度图像：灰度图像：灰度图像：I=f I=f I=f I=f（x x x x，y y y y，z z z z，t t t t）（3 3 3 3）平面图像：平面图像：平面图像：平面图像：I=f I=f I=f I=f（x x x x，y,t y,t y,t y,t）而对于平面上的静止灰度图像，其数学表达式可简化为：而对于平面上的静止灰度图像，其数学表达式可简化为：而对于平面上的静止灰度图像，其数学表达式可简化为：而对于平面上的静止灰度图像，其数学表达式可简化为：I=f I=f I=f I=f（x x x x，y y y y）Digital Image ProcessingDigital Image Processing 彩色图像可分解成三基色（彩色图像可分解成三基色（彩色图像可分解成三基色（彩色图像可分解成三基色（红红红红、绿绿绿绿、蓝蓝蓝蓝）图像）图像）图像）图像Digital Image ProcessingDigital Image Processing 运动图像可用（静止）图像序列表示运动图像可用（静止）图像序列表示运动图像可用（静止）图像序列表示运动图像可用（静止）图像序列表示Digital Image ProcessingDigital Image Processing 三维图像可由二维重建三维图像可由二维重建三维图像可由二维重建三维图像可由二维重建Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.1 1.1 图像和图像处理图像和图像处理 运动图像可用（静止）图像序列表示，彩色图像可分解成三基色运动图像可用（静止）图像序列表示，彩色图像可分解成三基色图像，三维图像可由二维重建。因此本书主要针对平面上的静止灰度图图像，三维图像可由二维重建。因此本书主要针对平面上的静止灰度图像进行论述。像进行论述。图像的特点图像的特点图像的特点图像的特点：（1）空间有界）空间有界:人的视野有限，一幅图像的大小也有限。人的视野有限，一幅图像的大小也有限。（2）幅度（强度）有限）幅度（强度）有限：即对于所有的：即对于所有的x，y都有都有 0f(x,y)Bm ,其中其中Bm为有限值为有限值。所以，人看到的平面图象是一个二元、有界、非负的连续（指模拟所以，人看到的平面图象是一个二元、有界、非负的连续（指模拟 光学图象）函数，故是光学图象）函数，故是解析解析 的，其具有良好的可分析特性：的，其具有良好的可分析特性：可微，可积，可微，可积，可逆可逆FT，可进行变换处理可进行变换处理 等。等。Digital Image ProcessingDigital Image Processing 数字图像处理的基本步骤数字图像处理的基本步骤数字图像处理的基本步骤数字图像处理的基本步骤 图像信息的获取：图像信息的获取：图像信息的获取：图像信息的获取：采用图像扫描仪等将图像数字化。采用图像扫描仪等将图像数字化。采用图像扫描仪等将图像数字化。采用图像扫描仪等将图像数字化。图像信息的存储：图像信息的存储：图像信息的存储：图像信息的存储：对获取的数字图像、处理过程中的图像对获取的数字图像、处理过程中的图像对获取的数字图像、处理过程中的图像对获取的数字图像、处理过程中的图像信息以及处理结果存储在计算机等数字系统中。信息以及处理结果存储在计算机等数字系统中。信息以及处理结果存储在计算机等数字系统中。信息以及处理结果存储在计算机等数字系统中。图像信息的处理：图像信息的处理：图像信息的处理：图像信息的处理：即数字图像处理，它是指用数字计算机即数字图像处理，它是指用数字计算机即数字图像处理，它是指用数字计算机即数字图像处理，它是指用数字计算机 或数字系统对数字图像进行的各种处理或数字系统对数字图像进行的各种处理或数字系统对数字图像进行的各种处理或数字系统对数字图像进行的各种处理 。图像信息的传输：图像信息的传输：图像信息的传输：图像信息的传输：要解决的主要问题是传输信道和数据量要解决的主要问题是传输信道和数据量要解决的主要问题是传输信道和数据量要解决的主要问题是传输信道和数据量的矛盾问题，一方面要改善传输信道，提高传输速率，另外要的矛盾问题，一方面要改善传输信道，提高传输速率，另外要的矛盾问题，一方面要改善传输信道，提高传输速率，另外要的矛盾问题，一方面要改善传输信道，提高传输速率，另外要对传输的图像信息进行压缩编码，以减少描述图像信息的数据对传输的图像信息进行压缩编码，以减少描述图像信息的数据对传输的图像信息进行压缩编码，以减少描述图像信息的数据对传输的图像信息进行压缩编码，以减少描述图像信息的数据量。量。量。量。图像信息的输出和显示：图像信息的输出和显示：图像信息的输出和显示：图像信息的输出和显示：用可视的方法进行输出和显示。用可视的方法进行输出和显示。用可视的方法进行输出和显示。用可视的方法进行输出和显示。1.2 1.2 数字图像处理的步骤和方法数字图像处理的步骤和方法Digital Image ProcessingDigital Image Processing 数字图像处理的内容和方法数字图像处理的内容和方法数字图像处理的内容和方法数字图像处理的内容和方法 图像数字化：图像数字化：图像数字化：图像数字化：将非数字形式的图像信号通过数字化设备将非数字形式的图像信号通过数字化设备将非数字形式的图像信号通过数字化设备将非数字形式的图像信号通过数字化设备 转换成数字图像，包括采样和量化。转换成数字图像，包括采样和量化。转换成数字图像，包括采样和量化。转换成数字图像，包括采样和量化。图像变换：图像变换：图像变换：图像变换：对图像信息进行变换以便于在频域对图像进行对图像信息进行变换以便于在频域对图像进行对图像信息进行变换以便于在频域对图像进行对图像信息进行变换以便于在频域对图像进行更有效的处理。更有效的处理。更有效的处理。更有效的处理。图像增强：图像增强：图像增强：图像增强：增强图像中的有用信息，削弱干扰和噪声，提增强图像中的有用信息，削弱干扰和噪声，提增强图像中的有用信息，削弱干扰和噪声，提增强图像中的有用信息，削弱干扰和噪声，提高图像的清晰度，突出图像中所感兴趣的部分。高图像的清晰度，突出图像中所感兴趣的部分。高图像的清晰度，突出图像中所感兴趣的部分。高图像的清晰度，突出图像中所感兴趣的部分。图像恢复（复原）：图像恢复（复原）：图像恢复（复原）：图像恢复（复原）：对退化的图像进行处理，使处理后的对退化的图像进行处理，使处理后的对退化的图像进行处理，使处理后的对退化的图像进行处理，使处理后的图像尽可能地接近原始（清晰）图像。图像尽可能地接近原始（清晰）图像。图像尽可能地接近原始（清晰）图像。图像尽可能地接近原始（清晰）图像。1.2 1.2 数字图像处理的步骤和方法数字图像处理的步骤和方法Digital Image ProcessingDigital Image Processing 图像压缩编码：图像压缩编码：图像压缩编码：图像压缩编码：对待处理图像进行压缩编码以减少描述对待处理图像进行压缩编码以减少描述对待处理图像进行压缩编码以减少描述对待处理图像进行压缩编码以减少描述图像的数据量。图像的数据量。图像的数据量。图像的数据量。图像分割：图像分割：图像分割：图像分割：根据选定的特征将图像划分成若干个有意义根据选定的特征将图像划分成若干个有意义根据选定的特征将图像划分成若干个有意义根据选定的特征将图像划分成若干个有意义的部分，这些选定的特征包括图像的边缘、区域等。的部分，这些选定的特征包括图像的边缘、区域等。的部分，这些选定的特征包括图像的边缘、区域等。的部分，这些选定的特征包括图像的边缘、区域等。图像分析与描述：图像分析与描述：图像分析与描述：图像分析与描述：主要是对已经分割的或正在分割的图主要是对已经分割的或正在分割的图主要是对已经分割的或正在分割的图主要是对已经分割的或正在分割的图像各部分的属性及各部分之间的关系进行分析表述。像各部分的属性及各部分之间的关系进行分析表述。像各部分的属性及各部分之间的关系进行分析表述。像各部分的属性及各部分之间的关系进行分析表述。图像识别分类：图像识别分类：图像识别分类：图像识别分类：根据从图像中提取的各目标物的特征，根据从图像中提取的各目标物的特征，根据从图像中提取的各目标物的特征，根据从图像中提取的各目标物的特征，与目标物固有的特征进行匹配、识别，以作出对各目标物与目标物固有的特征进行匹配、识别，以作出对各目标物与目标物固有的特征进行匹配、识别，以作出对各目标物与目标物固有的特征进行匹配、识别，以作出对各目标物类属的判别。类属的判别。类属的判别。类属的判别。1.2 1.2 数字图像处理的步骤和方法数字图像处理的步骤和方法Digital Image ProcessingDigital Image Processing 一个基本的数字图像处理系统由图像输入、图像存储、一个基本的数字图像处理系统由图像输入、图像存储、图像通信、图像处理和分析五个模块组成。图像通信、图像处理和分析五个模块组成。如下图所示：如下图所示：1.3 1.3 数字图像处理系统的组成数字图像处理系统的组成图像图像图像图像输入输入输入输入图图图图像像像像输输输输出出出出图像通信图像通信图像通信图像通信图像存储图像存储图像存储图像存储处理和分析处理和分析处理和分析处理和分析Digital Image ProcessingDigital Image Processing 数字图像输入模块：数字图像输入模块：数字图像输入模块：数字图像输入模块：也称图像采集或图像数字化，是利用也称图像采集或图像数字化，是利用也称图像采集或图像数字化，是利用也称图像采集或图像数字化，是利用图像采集设备（数码相机、数码摄像机等）来获取数字图像图像采集设备（数码相机、数码摄像机等）来获取数字图像图像采集设备（数码相机、数码摄像机等）来获取数字图像图像采集设备（数码相机、数码摄像机等）来获取数字图像，或通过数字化设备（如图像扫描仪）将要处理的连续图像，或通过数字化设备（如图像扫描仪）将要处理的连续图像，或通过数字化设备（如图像扫描仪）将要处理的连续图像，或通过数字化设备（如图像扫描仪）将要处理的连续图像转换成适于计算机处理的数字图像。转换成适于计算机处理的数字图像。转换成适于计算机处理的数字图像。转换成适于计算机处理的数字图像。1.3 1.3 数字图像处理系统的组成数字图像处理系统的组成Digital Image ProcessingDigital Image Processing 数字图像存储模块：数字图像存储模块：数字图像存储模块：数字图像存储模块：用于图像处理和分析的数字图像存储用于图像处理和分析的数字图像存储用于图像处理和分析的数字图像存储用于图像处理和分析的数字图像存储器可分为三类：处理和分析过程中使用的快速存储器；在线器可分为三类：处理和分析过程中使用的快速存储器；在线器可分为三类：处理和分析过程中使用的快速存储器；在线器可分为三类：处理和分析过程中使用的快速存储器；在线或联机存储器；不经常使用的数据库（档案库）存储器。如或联机存储器；不经常使用的数据库（档案库）存储器。如或联机存储器；不经常使用的数据库（档案库）存储器。如或联机存储器；不经常使用的数据库（档案库）存储器。如计算机内存、硬盘、软盘、闪存盘、计算机内存、硬盘、软盘、闪存盘、计算机内存、硬盘、软盘、闪存盘、计算机内存、硬盘、软盘、闪存盘、CDCDCDCD光盘、光盘、光盘、光盘、DVDDVDDVDDVD光盘等。光盘等。光盘等。光盘等。数字图像输出模块数字图像输出模块数字图像输出模块数字图像输出模块：在图像分析、识别和理解中，一般需在图像分析、识别和理解中，一般需在图像分析、识别和理解中，一般需在图像分析、识别和理解中，一般需要将处理前后的图像显示出来，或将处理结果永久保存。前要将处理前后的图像显示出来，或将处理结果永久保存。前要将处理前后的图像显示出来，或将处理结果永久保存。前要将处理前后的图像显示出来，或将处理结果永久保存。前者称为软拷贝或显示，使用设备包括者称为软拷贝或显示，使用设备包括者称为软拷贝或显示，使用设备包括者称为软拷贝或显示，使用设备包括CRTCRTCRTCRT显示器、液晶显示显示器、液晶显示显示器、液晶显示显示器、液晶显示器和投影仪等。后者称为硬拷贝，使用设备包括照相机、激器和投影仪等。后者称为硬拷贝，使用设备包括照相机、激器和投影仪等。后者称为硬拷贝，使用设备包括照相机、激器和投影仪等。后者称为硬拷贝，使用设备包括照相机、激光拷贝和打印机等。光拷贝和打印机等。光拷贝和打印机等。光拷贝和打印机等。1.3 1.3 数字图像处理系统的组成数字图像处理系统的组成Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.3 1.3 数字图像处理系统的组成数字图像处理系统的组成 数字图像通信模块：数字图像通信模块：数字图像通信模块：数字图像通信模块：对图像数据进行传输和通信。由于图像对图像数据进行传输和通信。由于图像数据量很大，而能提供通信的信道传输率又有限，因此传输数据量很大，而能提供通信的信道传输率又有限，因此传输前必须对表示图像信息的数据进行压缩编码，以减少图像数前必须对表示图像信息的数据进行压缩编码，以减少图像数据量。据量。数字图像处理与分析模块：数字图像处理与分析模块：数字图像处理与分析模块：数字图像处理与分析模块：包括处理算法、实现软件和计算包括处理算法、实现软件和计算机，一般包括下面三种形式：机，一般包括下面三种形式：Digital Image ProcessingDigital Image Processing 通用图像处理通用图像处理通用图像处理通用图像处理：适用于功能要求灵活，图像数据量大，但实时性要求适用于功能要求灵活，图像数据量大，但实时性要求适用于功能要求灵活，图像数据量大，但实时性要求适用于功能要求灵活，图像数据量大，但实时性要求不高的图像处理与分析算法，也可辅之于方便灵活的操作界面。不高的图像处理与分析算法，也可辅之于方便灵活的操作界面。不高的图像处理与分析算法，也可辅之于方便灵活的操作界面。不高的图像处理与分析算法，也可辅之于方便灵活的操作界面。专用图像处理系统专用图像处理系统专用图像处理系统专用图像处理系统：对于象对于象对于象对于象CTCT、核磁共振、彩色、核磁共振、彩色、核磁共振、彩色、核磁共振、彩色B B超、机场安检等专超、机场安检等专超、机场安检等专超、机场安检等专用影像处理，可采用能满足实际应用的专用计算机和专用图像处理算用影像处理，可采用能满足实际应用的专用计算机和专用图像处理算用影像处理，可采用能满足实际应用的专用计算机和专用图像处理算用影像处理，可采用能满足实际应用的专用计算机和专用图像处理算法等，来构成专用图像处理系统。法等，来构成专用图像处理系统。法等，来构成专用图像处理系统。法等，来构成专用图像处理系统。图像处理芯片图像处理芯片图像处理芯片图像处理芯片：将许多图像处理功能集成在一个很小的芯片上，形成将许多图像处理功能集成在一个很小的芯片上，形成将许多图像处理功能集成在一个很小的芯片上，形成将许多图像处理功能集成在一个很小的芯片上，形成专用或通用的图像处理芯片专用或通用的图像处理芯片专用或通用的图像处理芯片专用或通用的图像处理芯片 。1.3 1.3 数字图像处理系统的组成数字图像处理系统的组成Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 宇宙探测中的应用：宇宙探测中的应用：宇宙探测中的应用：宇宙探测中的应用：主要是星体图片的获取、传送和处理。主要是星体图片的获取、传送和处理。图像处理最先应用于宇宙探索Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用宇宇宙宙探探测测Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 通信方面的应用：通信方面的应用：通信方面的应用：通信方面的应用：图像信息传输、电视电话、卫星通信、数图像信息传输、电视电话、卫星通信、数字电话等。主要是压缩图像数据和动态图像（序列）传送字电话等。主要是压缩图像数据和动态图像（序列）传送 。Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 遥感方面的应用：遥感方面的应用：遥感方面的应用：遥感方面的应用：（航空遥感和卫星遥感），地形、地质、（航空遥感和卫星遥感），地形、地质、资源的勘测，自然灾害监测、预报和调查，环境监测、调查资源的勘测，自然灾害监测、预报和调查，环境监测、调查等等 。Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 遥感方面的应用：遥感方面的应用：遥感方面的应用：遥感方面的应用：（航空遥感和卫星遥感），地形、地质、（航空遥感和卫星遥感），地形、地质、资源的勘测，自然灾害监测、预报和调查，环境监测、调查资源的勘测，自然灾害监测、预报和调查，环境监测、调查等等 。Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用19981998年长江（枝城年长江（枝城年长江（枝城年长江（枝城-岳阳）洪涝灾害监测岳阳）洪涝灾害监测岳阳）洪涝灾害监测岳阳）洪涝灾害监测Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 生物医学方面的应用：生物医学方面的应用：生物医学方面的应用：生物医学方面的应用：细胞分析、染色体分类、放射图像细胞分析、染色体分类、放射图像细胞分析、染色体分类、放射图像细胞分析、染色体分类、放射图像处理、血球分类、各种处理、血球分类、各种处理、血球分类、各种处理、血球分类、各种CTCTCTCT、核磁共振图像分析、核磁共振图像分析、核磁共振图像分析、核磁共振图像分析、DNADNADNADNA显示分显示分显示分显示分析、显微图像处理、癌细胞识别、心脏活动的动态分析、析、显微图像处理、癌细胞识别、心脏活动的动态分析、析、显微图像处理、癌细胞识别、心脏活动的动态分析、析、显微图像处理、癌细胞识别、心脏活动的动态分析、超声图像成像、生物进化的图像分析等等超声图像成像、生物进化的图像分析等等超声图像成像、生物进化的图像分析等等超声图像成像、生物进化的图像分析等等 。Digital Image ProcessingDigital Image Processing AIDSAIDS：Acquired Immure Deficiency SyndromeAcquired Immure Deficiency SyndromeAcquired Immure Deficiency SyndromeAcquired Immure Deficiency Syndrome 后天免疫功能丧失综合症后天免疫功能丧失综合症后天免疫功能丧失综合症后天免疫功能丧失综合症Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 工业生产的应用工业生产的应用工业生产的应用工业生产的应用:将将将将CADCADCADCAD和和和和CAMCAMCAMCAM技术应用于磨具和零件优化技术应用于磨具和零件优化技术应用于磨具和零件优化技术应用于磨具和零件优化设计和制造、印制板质量和缺陷的检测、无损探伤、石油设计和制造、印制板质量和缺陷的检测、无损探伤、石油设计和制造、印制板质量和缺陷的检测、无损探伤、石油设计和制造、印制板质量和缺陷的检测、无损探伤、石油气勘测、交通管制和机场监控、纺织物的图案设计、光的气勘测、交通管制和机场监控、纺织物的图案设计、光的气勘测、交通管制和机场监控、纺织物的图案设计、光的气勘测、交通管制和机场监控、纺织物的图案设计、光的弹性场分析、运动工具的视觉反馈控制、流水线零件的自弹性场分析、运动工具的视觉反馈控制、流水线零件的自弹性场分析、运动工具的视觉反馈控制、流水线零件的自弹性场分析、运动工具的视觉反馈控制、流水线零件的自动监测识别、邮件自动分拣和包裹的自动分拣识别等动监测识别、邮件自动分拣和包裹的自动分拣识别等动监测识别、邮件自动分拣和包裹的自动分拣识别等动监测识别、邮件自动分拣和包裹的自动分拣识别等 。Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 军事公安方面的应用：军事公安方面的应用：军事公安方面的应用：军事公安方面的应用：军事：军事：军事：军事：军事目标的侦察和探测、导弹制导、各种侦察图军事目标的侦察和探测、导弹制导、各种侦察图军事目标的侦察和探测、导弹制导、各种侦察图军事目标的侦察和探测、导弹制导、各种侦察图像的判读和识别，雷达、声纳图像处理、指挥自动化系统像的判读和识别，雷达、声纳图像处理、指挥自动化系统像的判读和识别，雷达、声纳图像处理、指挥自动化系统像的判读和识别，雷达、声纳图像处理、指挥自动化系统等等等等 。Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用军事应用军事应用目标跟踪目标跟踪Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用军事应用军事应用目标跟踪目标跟踪军事应用军事应用军事应用军事应用隐形飞机、定位轰炸隐形飞机、定位轰炸隐形飞机、定位轰炸隐形飞机、定位轰炸Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用军事应用军事应用军事应用军事应用Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 军事公安方面的应用：军事公安方面的应用：军事公安方面的应用：军事公安方面的应用：公安：公安：公安：公安：现场实景照片、指纹、足迹的分析与鉴别，人像、现场实景照片、指纹、足迹的分析与鉴别，人像、现场实景照片、指纹、足迹的分析与鉴别，人像、现场实景照片、指纹、足迹的分析与鉴别，人像、印章、手迹的识别与分析，集装箱内物品的核辐射成像检印章、手迹的识别与分析，集装箱内物品的核辐射成像检印章、手迹的识别与分析，集装箱内物品的核辐射成像检印章、手迹的识别与分析，集装箱内物品的核辐射成像检测，人随身携带物品的测，人随身携带物品的测，人随身携带物品的测，人随身携带物品的X X X X射线检查等射线检查等射线检查等射线检查等。Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 天气预报天气预报天气预报天气预报:天气云图测绘、传输，气象卫星云图的处理和天气云图测绘、传输，气象卫星云图的处理和天气云图测绘、传输，气象卫星云图的处理和天气云图测绘、传输，气象卫星云图的处理和识别等识别等识别等识别等 。风云风云风云风云1 1 1 1号号号号 风云风云风云风云2 2 2 2号号号号 气象云图气象云图气象云图气象云图Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 考古：考古：考古：考古：珍贵文物图片、名画、壁画的辅助恢复。珍贵文物图片、名画、壁画的辅助恢复。珍贵文物图片、名画、壁画的辅助恢复。珍贵文物图片、名画、壁画的辅助恢复。新领域新领域新领域新领域 ：信息安全：信息安全：信息安全：信息安全：信息隐藏与数字水印，指纹识别、虹膜信息隐藏与数字水印，指纹识别、虹膜信息隐藏与数字水印，指纹识别、虹膜信息隐藏与数字水印，指纹识别、虹膜 识别和面部识别等；识别和面部识别等；识别和面部识别等；识别和面部识别等；图像检索：图像检索：图像检索：图像检索：基于内容的图像检测、识别与检索；基于内容的图像检测、识别与检索；基于内容的图像检测、识别与检索；基于内容的图像检测、识别与检索；体育运动：体育运动：体育运动：体育运动：运动员动作的分析、评测及优化设计运动员动作的分析、评测及优化设计运动员动作的分析、评测及优化设计运动员动作的分析、评测及优化设计 。Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 信息隐藏的实例信息隐藏的实例 身身份份证证的的二二维维条条码码Digital Image ProcessingDigital Image Processing 图像隐藏例图Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 明文标识和隐藏标识比较明文标识和隐藏标识比较Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 其他应用其他应用其他应用其他应用 ：计算机绘画计算机绘画计算机绘画计算机绘画,计算机合成图像计算机合成图像计算机合成图像计算机合成图像,动画动画动画动画,广告广告广告广告,网页等。网页等。网页等。网页等。Digital Image ProcessingDigital Image Processing 计算机绘画计算机绘画 Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用计算机合成图像计算机合成图像 Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 其他应用其他应用其他应用其他应用 ：计算机绘画计算机绘画计算机绘画计算机绘画,计算机合成图像计算机合成图像计算机合成图像计算机合成图像,动画动画动画动画,广告广告广告广告,网页等。网页等。网页等。网页等。计算机合成图像计算机合成图像 Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 其他应用其他应用其他应用其他应用 ：计算机绘画计算机绘画计算机绘画计算机绘画,计算机合成图像计算机合成图像计算机合成图像计算机合成图像,动画动画动画动画,广告广告广告广告,网页等。网页等。网页等。网页等。广告设计广告设计Digital Image ProcessingDigital Image Processing 动动画画 Digital Image ProcessingDigital Image Processing 1.4 1.4 数字图像处理的主要应用数字图像处理的主要应用 其他应用其他应用其他应用其他应用 ：计算机绘画计算机绘画计算机绘画计算机绘画,计算机合成图像计算机合成图像计算机合成图像计算机合成图像,动画动画动画动画,广告广告广告广告,网页等。网页等。网页等。网页等。网网页页设设计计Digital Image ProcessingDigital Image Processing 网网页页设设计计点击图片点击图片 播放播放FLASHFLASHDigital Image ProcessingDigital Image Processing 1.5 1.5 课程内容简介课程内容简介Digital Image ProcessingDigital Image Processing 参考资料参考资料 网上相关资料网上相关资料网上相关资料网上相关资料 一般查询、精品课程查询、国内一般查询、精品课程查询、国内一般查询、精品课程查询、国内一般查询、精品课程查询、国内外外外外出版社的随书资料、论出版社的随书资料、论出版社的随书资料、论出版社的随书资料、论文等。文等。文等。文等。书籍、专著书籍、专著书籍、专著书籍、专著 内容基础、较陈旧普及、入门及专项研究。内容基础、较陈旧普及、入门及专项研究。内容基础、较陈旧普及、入门及专项研究。内容基础、较陈旧普及、入门及专项研究。会议论文会议论文会议论文会议论文 内容较新、及时，但严密性一般。内容较新、及时，但严密性一般。内容较新、及时，但严密性一般。内容较新、及时，但严密性一般。期刊论文期刊论文期刊论文期刊论文 专业期刊、相关期刊、应用领域期刊：专业期刊、相关期刊、应用领域期刊：专业期刊、相关期刊、应用领域期刊：专业期刊、相关期刊、应用领域期刊：内容严密性好。内容严密性好。内容严密性好。内容严密性好。