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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数字图象处理第1章,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2024/9/23,数字图象处理第1章,1,本章主要内容,图像处理技术的概况及主要研究内容,计算机图像处理的特点及其应用,数字图像处理的系统简介,课程介绍,课程的内容、教学计划、学习方法等,2024/9/23,数字图象处理第1章,2,本章基本要求,基本要求,掌握图象处理与分析技术与图象工程的基本概念,了解图象处理技术的应用，培养对本课程的感性认识,了解本学科的研究发展趋势，增强对本课程的学习兴趣,了解课程安排，做好学习准备。,计划学时,1-2,学时,2024/9/23,数字图象处理第1章,3,1.1,从图象到图象工程,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,2024/9/23,数字图象处理第1章,4,1.1,从图象到图象工程,图象表示：,f,(,x,，,y,，,，,t,),x,，,y,：,2-D,空间中坐标点的位置,：,光线的波长,t,：时间,如果只考虑光的能量，不考虑波长，视觉上就是黑白深浅的区别 图像表示为,f,(,x,，,y,，,t,),如果是静态图像，不考虑时间因素，图像表示为,f,(,x,，,y,),2-D,数组,1.1,从图象到图象工程,对于静态的彩色图像,如果用红绿蓝三基色表示，图像是一个,3,个,2-D,数组,f,R,(x,，,y),，,f,G,(x,，,y),，,f,B,(x,，,y),如果是多光谱图像，图像是一个,n,个,2-D,数组,对于动态的连续图像，可以是一个时间序列,黑白电视信号,f,1,(x,，,y),，,f,2,(x,，,y),，,，,f,k,(x,，,y),彩色电视信号,f,Rk,(x,，,y),，,f,Gk,(x,，,y),，,f,Bk,(x,，,y),，,k=1,，,2,，,2024/9/23,数字图象处理第1章,5,2024/9/23,数字图象处理第1章,6,1.1,从图象到图象工程,复习,题面,可以用,f,(,x,y,),来表示：,(A),一幅,2-D,数字图象；,(B),一个在,3-D,空间中的客观景物的投影；,(C) 2-D,空间,XY,中一个坐标点的位置；,(D),在坐标点,(,x,y,),的某种性质,F,的数值。,提示,注意三个符号各自的意义。,答案, (A),；,(B),；,(D),2024/9/23,数字图象处理第1章,7,1.1,从图象到图象工程,复习,题面,数字图象,f,(,x,y,),中的,f,：,(A),可对应,X,光的强度；,(B),可表示,XY,空间中一个坐标点的位置；,(C),可对应场景中物体的辐射度；,(D),可以表示照片的亮度。,提示,图象是场景的投影，,f,对应场景点的某种性质。,答案, (A),；,(C),；,(D),。,2024/9/23,数字图象处理第1章,8,1.1,从图象到图象工程,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,图象加工技术,例如：图象的采集、获取、编码、存储和传输，合成和产生，显示和输出，变换、增强、恢复和重建，分割，目标的检测、表达和描述，特征的提取和测量，序列图象的校正，,3-D,景物的重建复原，图象数据库的建立、索引和抽取，图象的分类、表示和识别，图象模型的建立和匹配，图象和场景的解释和理解，,2024/9/23,数字图象处理第1章,9,1.1,从图象到图象工程,图象技术应用领域示例,视频通信：可视 ，电视会议，按需电视，远程教育；,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；,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；,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；,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；,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；,交通管理：太空探测、航天飞行、公路交通管理。,2024/9/23,数字图象处理第1章,10,1.1,从图象到图象工程,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）,2024/9/23,数字图象处理第1章,11,1.1,从图象到图象工程,图象工程三层次：,图象处理,2024/9/23,数字图象处理第1章,12,1.1,从图象到图象工程,图象工程三层次：,图象分析,椭圆：红色,上部：兰色,下部：绿色,中部：几何体,2024/9/23,数字图象处理第1章,13,1.1,从图象到图象工程,图象工程三层次：,图象理解,椭圆：红色,上部：兰色,下部：绿色,中部：几何体,红色椭圆是太阳,上部兰色是天空,下部绿色是草地,中部几何体是建筑,结论：清晨的郊外,1.1,从图象到图象工程,图像处理的方法,图像的数字化,如何由一幅模拟图像获取一幅满足需求的数字图像，使图像便于计算机处理、分析,图像的变换,图像变换目的在于：处理问题简化、有利于特征提取、加强对图像信息的理解。,2024/9/23,数字图象处理第1章,14,1.1,从图象到图象工程,图像增强,改善图像视觉效果，增强图像的有用信息，消弱噪声的干扰。,图像恢复与重建,恢复图像原本面貌，辐射校正、几何几何校正,2024/9/23,数字图象处理第1章,15,1.1,从图象到图象工程,图像编码,压缩数据，有效传输,图像分割,将一幅图像划分为互不重叠的区域，为后续的图像分析做基础,2024/9/23,数字图象处理第1章,16,1.1,从图象到图象工程,二值图像形状分析,腐蚀与膨胀,边界与骨架提取,2024/9/23,数字图象处理第1章,17,1.1,从图象到图象工程,纹理分析,空间规律性的分析,图像识别,图像中不同对象的分类和描述,2024/9/23,数字图象处理第1章,18,2024/9/23,数字图象处理第1章,19,1.1,从图象到图象工程,图象工程与其他学科：,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,2024/9/23,数字图象处理第1章,20,1.2,图象处理与分析系统,系统的一般框图,2024/9/23,数字图象处理第1章,21,1.2,图象处理与分析系统,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）：,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；,数字化器，它能将上述（模拟）电信号转化为数字（离散）的形式。,图象采集设备,电荷偶合器件,CCD (Charge-Coupled Device),利用电荷存储传送和读出方式工作,固态阵：由感光基元构成。,感光基元产生正比于光强的电压,摄像机空间分辨率取决于基元排列,数字化器：摄像机幅度分辨率取决于量化级数,2024/9/23,数字图象处理第1章,22,1.2,图象处理与分析系统,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,LCD,液晶显示,PDP,等离子显示,阴极射线管（,CRT),打印设备,转换到幻灯片、照片或透明胶片上,半调输出,象素灰度 打印点尺寸,2024/9/23,数字图象处理第1章,23,1.2,图象处理与分析系统,半调输出举例,2 2 5,种灰度,3 3 10,种灰度,抖动（,dithering,）技术，用随机变化掩盖虚假轮廓,2024/9/23,数字图象处理第1章,24,1.2,图象处理与分析系统,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,）,图象存储器,处理和分析过程中使用的快速存储器,计算机内存，帧缓存,较快重新调用的在线或联机存储器,磁盘，磁光盘,不经常使用的数据库（档案库）存储器,磁带，光盘，光盘塔,2024/9/23,数字图象处理第1章,25,1.2,图象处理与分析系统,图象存储格式,矢量格式,用线段或线段的组合体来表示图象,光栅格式,用许多图象点的集合来表示图象,常见格式,BMP,格式，,GIF,格式，,TIFF,格式，,JPEG,格式,2024/9/23,数字图象处理第1章,26,1.2,图象处理与分析系统,BMP格式（BitMaP）：位图, 位图文件头（也称表头）, 位图信息（常称调色板）,1:单色，4:16色，8:256色，24:真彩色, 位图阵列（即图象数据）,R:8bit， G:8bit， B:8bit,2024/9/23,数字图象处理第1章,27,1.2,图象处理与分析系统,GIF格式（Graphics Interchange Format）,8位文件格式,，,最多只能存储256色图象,图象数据均为压缩过的（LZW算法）,一个GIF文件中可以存放多幅图象,，,以实现网页上的,动画,2024/9/23,数字图象处理第1章,28,1.2,图象处理与分析系统,TIF格式（Tagged Image Format File）,独立于操作系统和文件系统,文件可分4类：,二值图象,灰度图象,调色板彩色图,全彩色图象,2024/9/23,数字图象处理第1章,29,1.2,图象处理与分析系统,JPEG格式（Joint Photographic Expert Group）,适用于静止的灰度或彩色图象,JPEG文件交换格式,JFIF （file interchange format）,一种使用灰度表示或者使用Y，,C,b，,C,r分量彩色表示的JPEG图象,2024/9/23,数字图象处理第1章,30,1.2,图象处理与分析系统,图象通信,图象通信可使不同系统共享图象数据资源,近程和远程图象通信,(1),近程：不同设备间交换数据,(2),远程：异地图象系统间交换数据,数据量大，通道窄,=,图象处理,2024/9/23,数字图象处理第1章,31,1.2,图象处理与分析系统,图象处理与分析,对图象进行压缩编码以减少对其所需存储空间或传输时间、传输通路的要求,对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果并为自动识别打基础,对图象中感兴趣目标进行检测、提取以测量其参数和描述其性质，在此基础上对目标进行识别、分类，建立符号表达,2024/9/23,数字图象处理第1章,32,1.4,授课安排,课程目标,介绍数字图像处理基本概念、理论和方法,要求初步掌握图像处理和分析的基本算法,能将所学知识综合应用于对图像信息的检测、分析、处理和控制等图象工程之中。,使用教材,数字图象处理,（第二版）,【,美,】,冈萨雷斯，电子工业出版社,计划学时,讲课,36 +,课程设计,先修课程,数字信号处理，信号与系统，线性代数，,C,语言,2024/9/23,数字图象处理第1章,33,1.4,授课安排,课程实施,讲授注重理论与实用结合，多媒体演示处理过程；,上机实践环节，编程实现基本算法，掌握基本的处理技能；,课后的作业练习，加深对算法理论模型的理解。,成绩评价,课程考试,70,课程设计,30,2024/9/23,数字图象处理第1章,34,本章小结,图象,图象信息、图象类型,图象表示、数字图象,图象工程,图象处理、图象分析、图象理解,图象处理系统,图象采集、图象显示,图象存储、图象通信,图象处理与分析,图象处理技术的应用,数字图象处理,第,1,章课外作业,教材习题,:,、,作业要求：,独立完成，有问题相互讨论。,
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