數(shù)字圖像處理第一章課件-

1、數(shù)字圖像處理 信息學院數(shù)字圖像處理 教學計劃 課程性質(zhì)和任務(wù) 通過本課程的學習，系統(tǒng)地了解數(shù)字圖像的基本概念、數(shù)字圖像形成的原理，掌握數(shù)字圖像處理的理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法。著重掌握數(shù)字圖像的增強、復原、壓縮和分割的技術(shù)方法，為今后能夠從事有關(guān)數(shù)字圖像處理的研究和技術(shù)方法應(yīng)用等工作掌握必備的基礎(chǔ)知識。 先修課程 高等數(shù)學,線性代數(shù) 教材 岡薩雷斯著，阮秋琦譯 數(shù)字圖像處理（第二版） 電子工業(yè)出版社 2003年3月 參考書：圖像處理和分析，章毓晉，清華大學出版社，2000年6月 教學計劃 課程性質(zhì)和任務(wù)教學計劃 課程內(nèi)容 第1章 緒論 第2章 數(shù)字圖像基礎(chǔ) 第3章 空間域圖像增強 第4章 頻率域圖像增

2、強 第5章 圖像復原 第8章 圖像壓縮 第10章 圖像分割 教學計劃 課程內(nèi)容 教學要求考核方式 本課程的考核分為平時成績、副卷成績、期末考試成績兩大部分，其中期末考試以閉卷筆試為主?？偝煽儼匆韵鹿接嬎悖?總成績平時成績20%副卷成績20%+期末成績60% 教學要求考核方式第1章 緒論 本章要點 數(shù)字圖像處理的概念 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例 數(shù)字圖像處理的基本步驟 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成第1章 緒論 本章要點 數(shù)字圖像處理的概念1.1 數(shù)字圖像處理及其特點計算機方便處理數(shù)字圖像以數(shù)字格式存放的圖像數(shù)字化像素7667522572277667用二維矩陣表示灰度信息數(shù)字化將模擬圖像數(shù)字化的主要設(shè)備是

3、掃描儀。將視頻畫面數(shù)字化的設(shè)備有圖像采集卡。數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝像機。第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的概念1. 數(shù)字圖像的表示：f(x,y)表示一幅圖像，x,y,f為有限、離 散值1.1 數(shù)字圖像處理及其特點計算機方便處理數(shù)字圖像以數(shù)字格式第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的概念2. 圖像處理涉及的相關(guān)領(lǐng)域： （圖像分析、計算機視覺） 低級處理：輸入輸出均為圖像 （如圖像縮放、圖像平滑） 中級處理：輸入圖像，輸出提取的特征 （如區(qū)域分割、邊界檢測） 高級處理：理解識別的圖像 (如無人駕駛，自動機器人)3. 數(shù)字圖像處理 包括輸入和輸出均是圖像的處理，同時也包括從圖像中提取特征及識別特定物體的處理。 文本識別

4、的例子第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的概念2. 圖像處理涉及的第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展1. 20世紀20年代 第一次通過海底電纜傳輸圖像 1921年用電報打印機采用特殊字符在編碼紙帶中產(chǎn)生的圖像1922年在信號兩次穿越大西洋后，從穿孔紙帶得到的數(shù)字圖像第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展1. 20世紀2第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展 1929年從倫敦到紐約用15級色調(diào)設(shè)備傳送的照片第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展 1929第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展2. 20世紀60年代早期 第一臺執(zhí)行有意義的圖像處理任務(wù)的大型計算機 計算機的發(fā)展， 空間項目開發(fā) 利用計算機改善空間

5、探測器發(fā)回的圖像工作 美國航天器傳送的第一張月球照片，“旅行者7號”衛(wèi)星1964年7月31日9點09分（東部白天時間）在光線影響月球表面17分鐘時攝取的圖像第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展2. 20世紀6第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展3. 20世紀60年代末、70年代初 開始用于醫(yī)學圖像、地球遙感、天文學等領(lǐng)域 計算機軸向斷層術(shù) (CAT,CT) 獲諾貝爾醫(yī)學獎 胸部X射線圖像頭部CT圖像第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展3. 20世紀6第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展4. 至今 廣泛用于工業(yè)、醫(yī)學、生物科學、地理學、考古學、物理學、天文學等多個領(lǐng)域 太空技術(shù)：航天技術(shù)、空間防

6、御、天文學 生物科學：生物學和醫(yī)學 刑事/物證：指紋、人臉分析 國防：軍事探測 工業(yè)應(yīng)用：產(chǎn)品檢測 日常生活應(yīng)用：照片編輯、影視制作5. 利用圖像處理技術(shù)幫助解決機器感知問題 第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展4. 至今 廣泛第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例 根據(jù)信息源分類 （電磁波譜） 根據(jù)光子能量排布的電磁波譜第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例根據(jù)光子能量排布第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例Gamma射線 骨骼掃描PET圖像天鵝星座環(huán)來自反應(yīng)器電子管的伽馬輻射第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例Gamma射線 第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例X射線 （a）胸部X射線圖像（b

7、）主動脈造影圖像（c）頭部CT（d）電路板（e）天鵝星座環(huán)第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例X射線 （a）胸第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例紫外線成像 (1)普通谷物(2)被真菌感染的谷物(3)天鵝星座環(huán)第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例紫外線成像(1)第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅外波段成像 第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅外波段第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅外波段成像 利用可見光顯微鏡獲取的圖像(1)紫杉酚 250倍(2)膽固醇 40倍(3)微處理器 60倍(4)鎳氫化物薄片 600倍(5)音像CD表面 1750倍(6)有機超導 450

8、倍第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅外波段第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅外波段成像華盛頓地區(qū)的衛(wèi)星圖像第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅外波段第1章 緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例 第1章 緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例第1章 緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例 第1章 緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例 第1章 緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例 第1章 緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅外波段成像 颶風圖像第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅外波段第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅 外波段成像 美洲的紅外衛(wèi)星圖像第1章 緒

9、論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅美洲的第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅 外波段成像 利用圖像處理技術(shù)檢測產(chǎn)品(a)電路板(b)封裝的丸劑(c)瓶子(d)清潔塑料上的氣泡(e)谷物(f)眼部種植體圖像第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅利用圖第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅 外波段成像 (a)指紋(b)紙幣(c)自動讀取牌照第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例可見光與紅(a)第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例微波段成像 （雷達） 不受氣候、光照條件影響，可以穿透云層，通過植被、冰層和極干燥地區(qū)西藏東南山區(qū)航天器拍攝的雷達圖像第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的

10、應(yīng)用實例微波段成像 （第1章 緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例 第1章 緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例 第1章 緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例第1章 緒論數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例無線電波成像 (a)膝蓋 (b)脊椎磁共振成像(MRI)第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例無線電波成像 第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例其他圖像成像方式 聲波成像 地震模型橫截面圖像，箭頭指示碳氫化合物第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例其他圖像成像方式第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例其他圖像成像方式 超聲波成像 (a)胎兒 (b)胎兒另一側(cè) (c)甲狀腺 (d)肌肉層有損害 第1章 緒論

11、 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例其他圖像成像方式第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例其他圖像成像方式 電子顯微鏡成像 (a) 過熱損壞的鎢絲 250倍 (b) 損壞的集成電路 2500倍第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例其他圖像成像方式第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例其他圖像成像方式 計算機合成(a)和(b)分形圖像(c)和(d)從顯示物體的三維計算機模型產(chǎn)生的圖像第1章 緒論 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例其他圖像成像方式第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展 第1章 緒論數(shù)字圖像處理的起源與發(fā)展 第1章 緒論數(shù)字圖像處理的基本步驟

12、第1章 緒論數(shù)字圖像處理的基本步驟第1章 緒論數(shù)字圖像處理的基本步驟 圖像獲取、表示和表現(xiàn) Image Acquisition Image, Representation and Presentation 圖像增強 Image Enhancement圖像增強是對圖像質(zhì)量在一般意義上的改善。 圖像復原 Image Restoration 復原技術(shù)是已知圖像品質(zhì)下降的原因時，對圖像進行校正。 圖像分割 Image Segmentation 把圖像分成區(qū)域的過程就是圖像分割。 圖像壓縮 Image Compression 彩色圖像處理 Color Image Processing 圖像形態(tài)學 Mor

13、phological Processing 提取圖像的形態(tài)分量第1章 緒論數(shù)字圖像處理的基本步驟 圖像獲取、表第1章 緒論圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成第1章 緒論圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)字圖像處理第一章課件-1.4 數(shù)字圖像處理系統(tǒng) 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)硬件 電視攝像機 掃描儀 數(shù)碼照相機 遙感圖像獲取設(shè)備 計算機圖像輸入卡（采集卡)顯示卡圖像存貯裝置圖像數(shù)字化設(shè)備輸入圖像輸出圖像打印機繪圖儀圖像處理計算機圖像輸出設(shè)備1.4 數(shù)字圖像處理系統(tǒng) 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)硬件 第1章 緒論圖像處理系統(tǒng)開發(fā)軟件 Mathlab 圖像處理工具箱 MATLAB具有相當強大的矩陣運算和操作功能， MATLAB圖像處理工具箱提供了豐富的圖像處理函數(shù)，