數(shù)字圖像處理認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)講座課件

數(shù)字圖像處理技術(shù)及其發(fā)展動(dòng)向數(shù)字圖像處理技術(shù)的背景和意義

背景:

1．?dāng)?shù)字圖像處理技術(shù)起源于20世紀(jì)20年代，當(dāng)時(shí)通過海底電纜從英國倫敦到美國紐約傳輸了一幅照片，它采用了數(shù)字壓縮技術(shù)。就1920年的技術(shù)水平來看，如果不壓縮，傳一幅圖像要一星期時(shí)間，壓縮后只需要3小時(shí)。1964年美國的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室處理了太空船“旅行者七號(hào)”發(fā)回的月球照片，這標(biāo)志著第三代計(jì)算機(jī)問世后數(shù)字圖像處理概念開始得到應(yīng)用。其后數(shù)字圖像處理技術(shù)發(fā)展迅速，目前已成為工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)甚至社會(huì)科學(xué)等領(lǐng)域各學(xué)科之間學(xué)習(xí)和研究的對(duì)象。

2．人類傳遞信息的主要媒介是語音和圖像。據(jù)統(tǒng)計(jì),在人類接受的信息中,聽覺信息占20%,視覺信息占60%,其他如味覺、觸覺、嗅覺總的加起來不過占20%。所以，作為傳遞信息的重要媒體和手段——圖像信息是十分重要的，俗話說：“百聞不如一見”、“一目了然”，都反映了圖像在傳遞信息中的獨(dú)到之處。在1929年從倫敦到紐約用15級(jí)色調(diào)備通過電纜傳送的GeneralsPershing和Foch的未經(jīng)修飾的照片美國航天器傳送的第一張?jiān)虑蛘掌奥眯姓咂咛?hào)”衛(wèi)星1964年7月31日9點(diǎn)09分（東部白天時(shí)間）在光線影響月球表面前17分鐘時(shí)攝取的圖像意義

1．圖像是人們從客觀世界獲取信息的重要來源人類是通過感覺器官從客觀世界獲取信息的，即通過耳、目、口、鼻、手，通過聽、看、味、嗅和觸摸的方式獲取信息。在這些信息中，視覺信息占60%～70%。視覺信息的特點(diǎn)是信息量大，傳播速度快，作用距離遠(yuǎn)，有心理和生理作用，加上大腦的思維和聯(lián)想，具有很強(qiáng)的判斷能力。其次是人的視覺十分完善，人眼靈敏度高，鑒別能力強(qiáng)，不僅可以辨別景物，還能辨別人的情緒，由此可見，圖像信息對(duì)人類來說是十分重要的。2．圖像信息處理是人類視覺延續(xù)的重要手段眾所周知，人的眼睛只能看到可見光部分，但就目前科技水平看，能夠成像的并不僅僅是可見光。

3．?dāng)?shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)國計(jì)民生有重要意義數(shù)字圖像處理技術(shù)發(fā)展到今天，許多技術(shù)已日趨成熟。在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用取得了巨大的成功和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。如在工程領(lǐng)域、工業(yè)生產(chǎn)、軍事、醫(yī)學(xué)以及科學(xué)研究中的應(yīng)用已十分普遍。通過分析資源衛(wèi)星得到的照片可以獲得地下礦藏資源的分布及埋藏量；利用紅外線、微波遙感技術(shù)可偵查到隱蔽的軍事設(shè)施；X射線CT已廣泛應(yīng)用于臨床診斷，由于它可得到人體內(nèi)部器官的斷層圖像，因此，可準(zhǔn)確地確定病灶位置，為診斷和治療疾病帶來了極大的方便。至于在工業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)自動(dòng)化及產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中更是大有可為。在安全保障及監(jiān)控方面數(shù)字圖像處理技術(shù)更是不可缺少的基本技術(shù)，類似的應(yīng)用例子隨處可見。至于在通信及多媒體技術(shù)中圖像處理更是重要的關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)字圖像處理技術(shù)綜合性強(qiáng)

在數(shù)字圖像處理中涉及的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技術(shù)相當(dāng)廣泛。一般來說涉及通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、電視技術(shù)，至于涉及到數(shù)學(xué)、物理學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)就更多。計(jì)算機(jī)已是圖像處理的常規(guī)工具，在圖像處理中涉及到軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)、接口等多項(xiàng)技術(shù)，特別是并行處理技術(shù)在實(shí)時(shí)圖像處理中顯得十分重要。圖像信息理論與通信理論密切相關(guān)數(shù)字圖像處理的主要內(nèi)容完整的數(shù)字圖像處理工程大體上可分為以下幾個(gè)方面

圖像信息的獲取圖像信息的存儲(chǔ)圖像信息的傳送圖像信息處理圖像信息的輸出和顯示數(shù)字圖像處理的應(yīng)用如下表和圖示學(xué)科應(yīng)用內(nèi)容物理、化學(xué)結(jié)晶分析、譜分析生物、醫(yī)學(xué)細(xì)胞分析、染色體分類、血球分類、X射線照片分析、CT環(huán)境保護(hù)水質(zhì)及大氣污染調(diào)查地質(zhì)資源勘探、地圖繪制、GIS農(nóng)林植被分布調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)海洋魚群探查、海洋污染監(jiān)測(cè)水利河流分布、水利及水害調(diào)查氣象云圖分析等通信傳真、電視、多媒體通信工業(yè)、交通工業(yè)探傷、鐵路選線、機(jī)器人、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)經(jīng)濟(jì)電子商務(wù)、身份論證、防偽軍事軍事偵察、導(dǎo)彈制導(dǎo)、電子沙盤、軍事訓(xùn)練等法律指紋識(shí)別等X射線成像實(shí)例。（a）胸部X射線圖像，(b)主動(dòng)脈造影圖像,（c）頭部CT，（d）電路板，（e）天鵝星座環(huán)

紫外光成像實(shí)例。（a）普通谷物(b)被“真菌”感染了的谷物,（c）天鵝星座環(huán)

利用可見光顯微鏡方法獲得的圖實(shí)例。（a）紫杉酚，放大了250倍(b)膽固醇,40倍（c）微處理器，60倍（d）鎳氫化物薄片，600倍（e）音頻CD的表面，1750倍，（f）有機(jī)超導(dǎo)，450倍用數(shù)字圖像處理技術(shù)檢查產(chǎn)品的例子。（a）一塊封裝電路板，(b)封裝的丸劑,（c）瓶子，（d）清潔塑料上的氣泡，（e）谷物，（f）目鏡挽雜物圖像

可見光譜成像的例子。（a）拇指指紋，(b)紙幣,（c）和（d）自動(dòng)讀取牌照

人的

MRI圖像。（a）膝蓋，(b)脊錐數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)向提高精度的同時(shí)著重處理速度問題加強(qiáng)軟件研究、開發(fā)新的處理方法，特別要注意移植和借鑒其他學(xué)科的技術(shù)和研究成果，創(chuàng)造新的處理方法加強(qiáng)邊緣學(xué)科的研究工作，促進(jìn)圖像處理技術(shù)的發(fā)展。加強(qiáng)理論研究，逐步形成圖像處理科學(xué)自身的理論體系時(shí)刻注意圖像處理領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化問題。圖像的信息量大、數(shù)據(jù)量大，因而圖像信息的建庫、檢索和交流是一個(gè)極嚴(yán)重的問題。圖像處理技術(shù)未來