1 / 59

石家庄铁道学院计算机系

石家庄铁道学院计算机系. 数字图像处理 Digital Image Processing. 主讲人： 封筠. Email： fengjun7171@yahoo.com.cn ftp://202.206.41.8:6621/ User: Student.feng 200 7. 3. 章毓晋. 图象工程上册：图象处理和分析基础. 北京：清华大学出版社，1999. 3 阮秋琦. 数字图像处理学. 北京: 电子工业出版社, 2001. 1 姚敏. 数字图像处理. 北京：机械工业出版社， 2006

hector
Télécharger la présentation

石家庄铁道学院计算机系

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 石家庄铁道学院计算机系 数字图像处理 Digital Image Processing 主讲人： 封筠 Email：fengjun7171@yahoo.com.cn ftp://202.206.41.8:6621/ User: Student.feng 2007. 3

  2. 章毓晋. 图象工程上册：图象处理和分析基础. 北京：清华大学出版社，1999. 3 阮秋琦. 数字图像处理学. 北京: 电子工业出版社, 2001. 1 姚敏. 数字图像处理. 北京：机械工业出版社，2006 容观澳. 计算机图像处理. 北京: 清华大学出版社, 2000 霍宏涛. 数字图像处理, 北京: 北京理工大学出版社, 2002 Kenneth R. Castleman. Digital Image Processing. Prentice Hall&清华大学出版社, 1998 (朱志刚译) Rafael C. Gonzalez , Richard E. Woods. Digital Image Processing. 北京: 电子工业版, 2002 参考教材

  3. 主要中文期刊 • 中国图象图形学报 • 模式识别与人工智能 • 计算机辅助设计与图形学学报 • 计算机学报 • 电子学报 • 电子科学学刊 • 自动化学报 • 中文信息学报 • 通信学报 • 遥感学报 • 红外与毫米波学报 • 中国生物医学工程学报

  4. 主要英文期刊 • IEEE Transaction on Image Processing (IEEE -IP) • IEEE Transaction on Pattern Analysis and Machine Intelligence (IEEE-PAMI) • IEEE Transaction on Multimedia (IEEE-M) • IEEE Transaction on Signal Processing (IEEE-SP) • IEEE Transaction on Signal Processing Letters (IEEE-SPL) • IEEE Transaction on Systems, Man, and Cybernetics (IEEE-SMC) • Image and Vision Computing (IVC) • Computer Vision and Image Understanding (CVIU) • Graphical Models and Image Processing (GMIP) • Pattern Recognition (PR) • Pattern Recognition Letters (PRL) • Communication of the ACM (CACM)

  5. 重要国际会议 • International Conference on Image Processing (ICIP) • International Conference on Computer Analysis of Images and Patterns (CAIP) • IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR ) • International Conference on Computer Vision (ICCV) • International Conference on Pattern Recognition (ICPR ) • International Conference on Signal Processing (ICSP ) • European Signal Processing Conference (ESPC) • SPIE Conferences

  6. 主要网站 • 中国图像图形网 www.image2003.com • 中国图像网 www.china-image.cn • 中国人工智能网 www.chinaai.org • 北邮模式识别与智能系统 www.pris.edu.cn • 搜索网站 www.google.com

  7. 要求与考试 • Examination : 平时成绩+实验报告+期末考试 总学时: 20+12 • Requirements: a. 有兴趣! A challenge for you and me b. 在讲述过程中，若有疑问，请不要犹豫! Please Be Active !

  8. 第1章 绪论(Introduction) • 1.1 图像和图像处理 • 1.2 图像技术和图像工程 • 1.3 图像处理系统构成 • 1.4 图像处理应用与展望 • 1.5 本课程学习的主要内容

  9. 1.1图像和图像处理 百闻不如一见 One picture (image) is worth more than ten thousand words. ------an important media 人类通过眼、耳、鼻、舌、身 接受信息，感知世界。约有75% 的信息是通过视觉系统获取的。

  10. 1.1图像和图像处理 图像 “图”——物体透射或反射光的分布（图像场），是客观存在； “像”——人（的视觉系统）对（接收在大脑中形成的）图的印象或认识，是人的感觉； 图像——图像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；图像是对客观存在物体的一种相似性的生动模仿或描述。

  11. 紫外光 红外光 400nm 700nm 780nm 546.1nm 435.8nm 可见光成像和不可见光成像 单波段、多波段和超波段图像

  12. 图像表示 1.1图像和图像处理 数学表示 一幅图像所包含的信息首先表现为光的强度（Intensity），即一幅图像可看成是空间各个坐标点上的光强度集合。其一般数学表达式为： I = f(x，y，z，λ，t) 它可代表一幅运动的(t)、彩色/多光谱(λ)、立体(x,y,z)图像。其中 1. 静止图像： I = f（x，y，z，λ） 2. 黑白图像： I = f（x，y，z，t） 3. 平面图像： I = f（x，y，λ，t） 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。因此本课程主要研究静止、平面、黑白图像，即 I = f(x，y)

  13. 图像表示 1.1图像和图像处理 图像特点 I = f(x，y) 1. 空间有界： 2. 亮度（点亮度）有限： 因为人的视野有限，所以人看到的平面图像是一个二元、有界、非负的连续（指模拟光学图像）函数，故是解析的，其具有良好的可分析特性： 可微→可积→有可逆的FT→可进行变换处理

  14. 图像表示 1.1图像和图像处理 计算机中数字图像的表示 I = f(m，n) 是 I = f (x，y) 模拟光学图像的数字化结果。 在计算机中可用矩阵表示，其中0 ≤ m ≤ M-1， 0 ≤ n ≤ N-1， f(m,n) 称为图像元素，简称像素（Pixel），其取值称为灰度（Gray）,一幅图像的灰度种类称为灰度级（Gray level）。

  15. 图像质量 ---层次、对比度、清晰度 1.1图像和图像处理 灰度：表示像素明暗程度的整数量 层次：表示灰度级的数量 256个层次的图像 64个层次的图像 16个层次的图像

  16. 图像质量 ---层次、对比度、清晰度 1.1图像和图像处理 对比度：指一幅图像中灰度反差的大小 对比度=最大亮度/最小亮度

  17. 图像质量 1.1图像和图像处理 与清晰度相关的主要因素 亮度、对比度、主题内容的大小、细微层次、颜色饱和度

  18. 图像质量 1.1图像和图像处理

  19. 图像质量 1.1图像和图像处理

  20. 图像处理 1.1图像和图像处理 概念——对图像信息进行加工（处理）和分析，以满足 ① 人的视觉、心理需要； ② 实际应用或某种目的（如机器识别）的要求。 分类 （1） 模拟处理（光学处理）：光学透镜处理、光学照相等。 优：实时处理，速度快； 缺：精度低，灵活度差，难有判断功能。 （2） 数字（计算机）处理：用数字计算机处理。 优：精度高、内容丰富、方法易变、灵活度高； 缺：处理速度较慢。 （3） 光电结合处理：用光学方法处理运算量巨大的频谱变换等，而用计算机对其频谱进行处理分析。这是一个值得注意的研究方向，随着集成光学的发展，在光学计算机出现以后，图像处理技术会出现全新的巨大突破。

  21. 图像处理技术发展概况 1.1图像和图像处理 （1）二十世纪二十年代：图像远距离传输。 （2）二十世纪五十年代：数字计算机发展到一定水平，数字图像处理引起巨大关注。 （3）1964年：美国喷气推进实验室用计算机对“徘徊者七号”太空船发回的大批月球照片进行处理。数字图像处理应用从空间研究计划扩展到生物医学，工业生产，军事侦察等领域。 （4）二十世纪六十年代末：数字图像处理较完整的理论体系已形成，成为一门新兴的学科。 （5）二十世纪六十年代至八十年代：数字图像处理理论和方法进一步完善，应用范围更加广泛。 （6）二十世纪八十年代以来：数字图像处理向更高级的方向发展：实时性，智能化，普及化，网络化，低成本。

  22. 图像处理最先应用于空间探索

  23. 1.1图像和图像处理 图像处理承袭的技术与理论 • 信号处理学 • 图形学 • 色彩学 • 独有技术

  24. 图像处理技术有很强的综合性 1.1图像和图像处理 图像处理理论是把信号处理理论由一维推广到二维。图像信息理论属于信息论科学的一个分支，是在通讯理论研究中发展起来的，二者比较如下：

  25. 图像工程 1.2图像技术和图像工程 图像技术在广义上是各种与图像有关的技术的总称，目前主要指数字（计算机）图像技术，包括图像处理、图像分析和图像理解三个层次。把这三个层次综合集成在一个整体框架上进行，这个框架就是图像工程。 图像工程三层次示意图 （根据抽象程度和研究方法等的不同）

  26. 图像处理 ---强调图像间变换 1.2图像技术和图像工程 • 广义——泛指各种图像技术； • 狭义——对图像进行各种加工（处理），达到： ① 改善人的视觉效果 ② 为自动识别打基础 ③ 压缩编码 包括 • 图像增强 • 图像复原 • 图像压缩编码 • 数字图像的获取 • 图像的存储和显示 • 图像变换

  27. 1.2图像技术和图像工程 图像分析 ---图像到数据过程 对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得它们的客观信息，从而建立对图像的描述。如医学肿瘤存在和尺寸的检测。 • 边缘检测，图像分割 • 目标表达，描述和测量 • 目标形状、纹理、空间、运动等的分析 • 目标识别、分类和提取

  28. 图像理解 ---数据到人过程 1.2图像技术和图像工程 重点是在图像分析的基础上，进一步研究图像中各目标的性质和它们间的相互关系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的理解，从而指导和规划行动（比如机器人视觉、机器人足球赛等）。 • 立体图像匹配 • 3-D建模，客观场景恢复 • 图像解释、推理

  29. 图像工程 1.2图像技术和图像工程 图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新交叉学科。 图像工程与相关学科的联系和区别

  30. 1.3图像处理系统构成 图像处理系统示意图

  31. 图像采集（数字化） 1.3图像处理系统构成 • 合成孔径雷达(SAR) • 多光谱像机 • 红外摄像仪 • CT(Computational Tomography) • 扫描仪 • 数码照相机 • 数码摄像机 • 摄像头+图像采集卡

  32. 图像输出 1.3图像处理系统构成 • 显示器 • 打印机 • 绘图仪 • 数字印刷机 图像处理 • 计算机（工作站） • 硬件 • 软件

  33. 数字图像存储 常用数字图像文件格式 1.3图像处理系统构成 • BMP: Bit Map • TIFF: Tagged Image File Format • GIF: Graphics Interchage Format • PNG: Portable Network Graphics • JFIF: JPEG File Interchange Format • JP2: JPEG2000 File Format

  34. 数字图像处理的应用 1.4 图像处理应用与展望 • 通信：图像传输，电视电话，HDTV等。 • 宇宙探测：星体图片处理。 • 遥感：地形、地质、矿藏探查，森林、水利、海洋、农业等资源调查，自然灾害预测，环境污染的监测，气象云图。 • 生物医学：CT，MRI，PET，SPECT，DSA，X射线成像，B超，红外图像，显微图像，细胞分析，染色体分类。 • 工业生产： 产品质量检测，生产过程控制，无损探伤，机器人视觉，CAD，CAM。 • 军事： 军事目标侦察，制导系统，警戒系统，自动火器控制，反伪装等。

  35. 数字图像处理的应用 1.4 图像处理应用与展望 • 公安： 现场照片，指纹，手迹，印章，人像等处理和鉴别。 • 档案： 过期的文字、图片档案的修复和处理。如考古中珍贵文物图片、名画、壁画的辅助恢复。 • 机器人视觉 • 娱乐： 电影特技，动画，广告，MTV等。 • 信息安全：信息隐藏与数字水印等； • 图像检索：基于内容的图像检测、识别与检索。 目前趋势表明，数字图像处理技术应用呈现爆炸式增长，将持续稳定地进入相当长的阶段。

  36. 通信领域

  37. 空间探索

  38. 地球资源勘探

  39. 遥感图片

  40. 气象云图 气象预报

  41. 红外图像

  42. 军事应用 目标跟踪

  43. 军事应用 隐形飞机、定位轰炸

  44. 指纹识别

  45. 交通监控 自动驾驶

  46. 计算机合成图像

More Related