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周永霞[e-mail](678130)13858008130赛博南楼312数字图像处理第2页教材和主要参考书图像工程（上册）--图像处理（第2版），章毓晋，清华大学出版社，2006,索书号:TP391.410081-2=21数字图像处理（第2版），冈萨雷斯，电子工业出版社第3页教材和主要参考书学习图像技术所需的基础知识•数学：线性代数，数值计算方法•计算机：C、C++第4页要求理论学习+动手编程网络第5页第1章绪论1.1从图像到图像工程1.2图像处理和分析第6页1.1从图像到图像工程1.1.1图像和数字图像1.1.2图像技术和图像工程1.1.3相关学科和领域第7页1.1.1图像和数字图像图像：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觉的实体第8页图像的表示2-D函数f(x,y)x，y：2-D空间XY中坐标点的位置f：代表图像在(x,y)的某种属性值：灰度图像中表示灰度或亮度，彩色图像中由三个灰度或亮度组成-RGB、HSVf，x，y的值可以是任意实数，离散后的f，x，y在整数集合中取值，称为数字图像,每个离散点(x,y)称为像素数字图像处理就是指用数字计算机对数字图像的处理第9页1-D离散化示意x0246810f第10页数字图像的矩阵表示矩阵矢量MNMMNNfffffffff212222111211FNfffF21NifffMiiii,2,1,T21f矩阵中每一元素对应着该点像素的属性值第11页数字图像的可视化表示3种表达同一个4x4的二值图像矩阵的可视方式第12页1.1.2图像技术和图像工程图像技术图像技术在广义上是各种与图像有关的技术的总称主要功能/作用包括：•对图像的各种加工:采集、编码、提取…•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计算机图像技术第13页图像工程的三个层次图像工程：不同层次图像技术的有机结合及应用图像工程三层次：图像处理（图像——图像）图像分析（图像——数据）图像理解（图像——解释）第14页图像处理图像变换图像增强图像恢复与重建图像编码257kb—29.8kb第15页图像分析图像分割目标表达和描述特征测量形态学方法第16页图像理解人脸、虹膜、指纹识别文字识别如车辆牌照的识别基于内容的图像、视频检索第17页图像工程的三个层次第18页1.1.3相关学科和领域图形学图形学原指用图形、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+=图像模式识别试图把图像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第19页图像工程的技术应用(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：红白血球计数，染色体分析、X光、CT、MRI、PET图像分析，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：雷达图像分析、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。第20页国内期刊•《模式识别与人工智能》•《数据采集与处理》•《通信学报》•《信号处理》•《遥感学报》•《中国生物医学工程学报》•《中国体视学和图像分析》•《中国图像图形学报》•《自动化学报》•《计算机科学与技术》•《软件学报》•《CT理论与应用研究》•《测绘学报》•《电子测量与仪器学报》•《电子科学学刊》•《电子学报》•《计算机学报》第21页国际会议IEEEInternationalConferenceonComputerVision(ICCV)IEEEInternationalConferenceonComputerVisionandPatternRecognition(CVPR)ACMMultimediaConference(MM)IEEEInternationalConferenceonImageProcessing(ICIP)IEEEInternationalConferenceonMultimediaandExpo(ICME)InternationalConferenceonPatternRecognition(ICPR)InternationalConferenceonImageandVideoRetrieval(CIVR)第22页国外杂志IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence(PAMI)IEEETransactionsonImageProcessing(IP)IEEETransactionsonCircuitsandSystemsforVideoTechnology(CSVT)InternationalJournalofComputerVision(IJCV)PatternRecognition(PR)ImageandVisionComputing(IVC)第23页1.2图像和分析处理系统1.2.1图像处理和分析系统1.2.2图像采集1.2.3图像显示1.2.4图像存储1.2.5图像通信1.2.6图像处理和分析1.2.1图像处理和分析系统图像（处理和分析）系统的构成示意图处理和分析采集显示存储输入输出打印合成通信第25页1.2.2图像采集图像采集装置为采集数字图像，需要两种装置（器件）：(1)记录模拟信号：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)模数转换：数字化仪器，它能将上述（模拟）电信号转化为数字（离散）的形式。第26页1.2.3图像显示图像显示图像处理的结果多是供观察的图像数据模拟信号显示设备阴极射线管（CRT)液晶显示器（LCD）打印设备转换到幻灯片、照片或透明胶片上第27页1.2.4图像存储图像存储数据量度单位比特（bit），字节（byte=8bit）千字节（Kbyte）兆（106）字节（Mbyte）吉（109）字节（Gbyte）太（1012）字节（Tbyte）第28页图像存储器(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(4)网络存储第29页存储格式表示格式(1)矢量格式用线段或线段的组合体来表示图像(2)光栅格式用许多图像点的集合来表示图像Pixel,第30页存储格式文件格式互联网：GIF、JPG印刷：TIF、JPG、TAG、PCX国际标准：TIF、JPG、BMP第31页1.2.6图像处理和分析图像处理对图像的增强以改善图像视觉质量对退化图像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像对图像进行编码以减少表达图像的数据量，从而有利于存储和传输给图像加入数字水印以保护图像的所有权第32页图像分析对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，从而建立对图像的描述