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,第,37,页,第,1,讲,教材和主要参考书,图象工程（第,2,版）,上册：图象处理,中册：图,象,分析,下册：图,象,理解,教材和主要参考书,学习图象技术所需的基础知识,数学：线性代数，随机过程,计算机科学：软件编程,电子学：信号处理，电路原理,图象技术,数学、计算机的应用领域,1-,D,信号的推广，特殊的模式识别技术,第1章 绪论,1.1图象基本概念,1.2图象工程简介,1.3,图象处理系统,1.,4,主要内容和安排,1.1图象基本概念,1.1.1图象和数字图象,1.1.2图象的表达,1.1.1 图象和数字图象,图象：,用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体,图象（广义,/,抽象）,图像（狭义,/,具体）,图象和信息：,人类从外界（客观世界）获得的信息约有75%来自视觉系统,1.1.1 图象和数字图象,图象类型,广义,图片，动画，绘图，文字/档，.,狭义,单幅,序列图象,，.,静止,运动图象（视频）,，.,2-,D,3-D，,彩色，立体对，多光谱,多视场图象,，.,灰度,深度，纹理图象，.,1.1.,2,图象的表达,图象表示,2-,D,数组,f,(,x,y,),x,，,y,：2-D,空间,XY,中坐标点的位置,f,：,代表图象在(,x,y,),的性质,F,的数值,f,，,x,，,y,的值可以是任意实数,性质,F,:,可对应不同物理量,灰度图象里用灰度表示,1.1.,2,图象的表达,图象表示,矩阵,矢量,1.1.,2,图象的表达,1.,2,图象工程简介,1.,2.1,图象技术和图象工程,1.,2.2,图象工程的三个层次,1.,2.3,图象工程相关学科和领域,1.,2.4,图象工程的技术应用,1.,2.5,图象工程文献统计分类,1.,2.1,图象技术和图象工程,图象技术,图象技术在广义上是各种与图象有关的技术的总称,主要功能/作用包括：,对图象的各种加工（见下）,基于加工结果的判断决策和行为规划,为此进行的硬件设计及制作,1.,2.2,图象工程的三个层次,图象工程：,不同层次图象技术的有机结合及应用,图象工程三层次：,图象处理（图象 图象）,图象分析（图象 数据）,图象理解（图象 解释）,1.,2.2,图象工程的三个层次,1.,2.3,图象工程相关学科和领域,1.,2.3,图象工程相关学科和领域,主要相关学科：,图形学：,原指用图形、图表、绘图等形式表达数据信息的科学，而计算机图形学研究的就是如何利用计算机技术来产生这些形式,图象,模式识别：,试图把图象分解成可用符号较抽象地描述的类别,计算机视觉：,主要强调用计算机实现人的视觉功能，目前的研究内容主要与图象理解相结合,1.,2.4,图象工程的技术应用,应用领域示例,(1)视频通信：可视电话，电视会议，按需电视,，,远程教育；,(2)文字档案：文字识别，过期档案复原，邮件分捡，支票，签名 辫伪，办公自动化；,(3)生物医学：红白学球计数，染色体分析、,X,光、,CT、MRI、 PET,图象分析，医学手术模拟规划，远程医疗；,(4)遥感测绘：巡航导弹制导，无人驾驶飞机飞行，精确制导，矿 藏勘探，资源探测，气象预报，自然灾害监测；,(5)工业生产：工业检测，工业探伤，自动生产流水线监控，移动 机器人，无损探测，金相分析，印刷板质量检验， 精细印刷品缺陷检测；,(6)军事公安：雷达图象分析、巡航导弹路径规划 / 制导，罪犯脸 形合成、识别，指纹、印章的鉴定识别；,(7)交通管理：太空探测、航天飞行、公路交通管理。,1.,2.5,图象工程文献统计分类,中国图象工程综述,（,中国图象图形学报, 5月期,）,文献统计分类,共统计,15,种刊物,已进行,10,年（1996-200,5,）,涉及到,1,8819,篇论文,选取了,4032,篇论文,1.,2.5,图象工程文献统计分类,图象工程期刊,（1）,CT： CT,理论与应用研究,（2）,CX： ,测绘学报,（3）,DC： ,电子测量与仪器学报,（4）,DK： ,电子科学学刊,（5）,DX： ,电子学报,（6）,JX： ,计算机学报,（7）,MR： ,模式识别与人工智能,（8）,SC： ,数据采集与处理,（9） ,TX： ,通信学报,（10） ,XC： ,信号处理,（11） ,YX： ,遥感学报,（12） ,ZS： ,中国生物医学工程学报,（13） ,Zti：,中国体视学和图象分析,（14） ,Ztu：,中国图象图形学报,（15） ,ZX： ,自动化学报,1.,2.5,图象工程文献统计分类,1.,2.5,图象工程文献统计分类,1.,3,图象处理系统,1.,3.1,系统构成框图,1.,3.2,图象采集,1.,3.3,图象显示打印,1.,3.4,图象存储,1.,3.5,图象处理,1.,3.1,系统构成框图,1.,3.2,图象采集,图象采集,装置,为采集数字图象，需要两种装置（器件）：,(1),对某个电磁能量谱波段（如,X,射线、紫外线、可见光、红外线等）敏感的物理器件，它能产生与所接受到的电磁能量成正比的（模拟）电信号；,(2),数字化器，它能将上述（模拟）电信号转化为数字（离散）的形式。,1.,3.3,图象显示打印,图象显示,图象处理的结果多是供观察的,图象数据,亮度模式显示,显示设备,电视显示器，液晶显示器,阴极射线管（,CRT),打印设备,转换到幻灯片、照片或透明胶片上,1.,3.3,图象显示打印,半调,（,halptone,）,输出,多数打印设备仅能直接显示输出二值图,半调技术：利用人眼的集成特性，通过控制二值点模式的形式（包括数量，尺寸，形状等）来获得视觉上不同的灰度感觉,一种将灰度图象转化为二值图象的技术,输出二值图象，看到灰度图象,1.,3.3,图象显示打印,幅度调制（,AM,）,通过调整输出黑点的尺寸来显示不同的灰度,例如，早期报纸上的图片,在每个空间位置打印一个其尺寸反比于该处灰度的黑圆点,二值点是规则的排成网格的点,点的形状并不是决定性的因素,1.,3.3,图象显示打印,频率调制（,FM,）,输出黑点的尺寸是固定的,其在空间的分布（点间的间隔或一定区域内点出现的频率）取决于所需表示的灰度,缺点：点增益（打印单元尺寸相对于原始单元尺寸的增加量）增加导致打印图灰度范围的减少或压缩,1.,3.3,图象显示打印,调制模板,每个输出单元内包含若干个基本二值点,每个模板对应一个输出单元,2,2,5,种灰度,1.,3.3,图象显示打印,调制模板,3,3,1,0,种灰度,1.,3.3,图象显示打印,抖动（,dithering）,输出技术,利用,随机变化,-2,(6-,b),-2,(5-b),f,(,x,y,),+,0,2,(5-b),2,(6-b),半调技术,牺牲图象的空间点数而增加图象的灰度级数,要保持细节，灰度级数就有限,1.,3.4,图象存储,图象存储,数据量度单位,比特,（,bit,），,字节,（,byte,= 8 bit,）,千字节（,K byte）,兆（10,6,）字节（,M byte）,吉（10,9,）字节（,G byte）,太（10,12,）字节（,T byte）,1.,3.4,图象存储,图象存储器,(1),处理过程中使用的快速存储器,计算机内存，帧缓存,(2),较快重新调用的在线或联机存储器,磁盘，磁光盘,(3),不经常使用的数据库（档案库）存储器,磁带，光盘，光盘塔,1.,3.4,图象存储,格式（表示格式和文件格式）,(1),矢量,格式,用线段或线段的组合体来表示图象,(2),光栅,格式,用许多图象点的集合来表示图象,BMP,格式，,GIF,格式，,TIFF,格式，,JPEG,格式,1.,3.5,图象处理,图象处理,对图象的增强以改善图象视觉质量,对退化图象的恢复以消除各种干扰的影响,根据对场景的多个投影来重建场景的图象,对图象进行编码以减少表达图象的数据量，从而有利于存储和传输,给图象加入数字水印以保护图象的所有权,课 程 介 绍,授课进度,和,安排,小测验,小测验,课 程 介 绍,总结和复习,1.,各节小结和文献介绍,每节主要内容的概况,进一步深入学习的参考（近,200,篇文献）,2.,思考题和练习题,共,260,个，对其中,137,个提供了参考答案,通信地址：,北京清华大学电子工程系,邮政编码：,100084,办公地址：,清华大学东主楼，,9,区,307,室,办公电话,：,传真号码,：,电子邮件：,个人主页：,/,实验室网：,联 系 信 息,
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