《圖像信息原理教學(xué)課件》第六章

圖像信息原理教學(xué)課件第六章目錄第六章概述圖像信息基本概念圖像信息采集與處理圖像信息壓縮編碼技術(shù)圖像信息傳輸與存儲技術(shù)目錄圖像信息安全與保護技術(shù)第六章總結(jié)與展望01第六章概述了解圖像的基本定義、分類和特性，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。掌握圖像的基本概念和特性學(xué)習(xí)圖像信息的數(shù)字化表示方法，掌握基本的圖像處理技術(shù)。理解圖像信息的表示與處理學(xué)習(xí)圖像分割、特征提取和目標(biāo)識別等圖像分析的基本方法。掌握圖像分析的基本方法初步了解圖像理解和計算機視覺的基本原理和應(yīng)用。了解圖像理解與計算機視覺教學(xué)目標(biāo)與要求圖像的基本概念介紹圖像的定義、分類和特性，包括模擬圖像和數(shù)字圖像的區(qū)別與聯(lián)系。圖像分析的基本方法重點介紹圖像分割、特征提取和目標(biāo)識別等圖像分析的基本方法，包括基于閾值、邊緣和區(qū)域的分割方法，以及基于形狀、紋理和顏色的特征提取技術(shù)等。圖像理解與計算機視覺簡要介紹圖像理解和計算機視覺的基本原理和應(yīng)用，包括物體識別、場景理解和行為分析等。圖像信息的表示與處理詳細講解圖像信息的數(shù)字化表示方法，包括采樣、量化和編碼等過程，以及基本的圖像處理技術(shù)，如濾波、增強和變換等。章節(jié)內(nèi)容與結(jié)構(gòu)圖像信息的表示與處理，圖像分析的基本方法。重點圖像分割和特征提取的準(zhǔn)確性，以及圖像理解和計算機視覺的復(fù)雜性和多樣性。針對這些難點，需要采用多種方法和技術(shù)進行深入研究和實踐，例如深度學(xué)習(xí)、模式識別和機器學(xué)習(xí)等。同時，還需要結(jié)合具體應(yīng)用場景和需求，選擇合適的算法和模型進行優(yōu)化和改進。難點重點與難點02圖像信息基本概念圖像是客觀對象的一種相似性的、生動性的描述或?qū)懻妫侨祟愖钪匾男畔⒃粗?。圖像定義圖像信息是指通過圖像所包含的各種信息，如顏色、形狀、紋理等，以及它們之間的空間和時間關(guān)系。圖像信息定義圖像與圖像信息定義直觀性、信息量大、傳播速度快、易于理解和接受。根據(jù)圖像記錄方式的不同，可分為模擬圖像和數(shù)字圖像；根據(jù)圖像顏色和灰度的不同，可分為二值圖像、灰度圖像和彩色圖像。圖像信息特性及分類圖像信息分類圖像信息特性將圖像劃分為若干個小區(qū)域，每個小區(qū)域稱為一個像素，用像素的灰度值或顏色值來表示圖像。像素表示法矢量表示法變換域表示法用矢量圖形來描述圖像，矢量圖形由一系列的直線、曲線等幾何元素組成。將圖像從空間域變換到頻率域或其他變換域，用變換系數(shù)來表示圖像。030201圖像信息表示方法03圖像信息采集與處理概述圖像信息采集的主要方法，包括光學(xué)采集、電子采集等。采集方法介紹常見的圖像信息采集設(shè)備，如掃描儀、數(shù)碼相機、攝像頭等。設(shè)備類型詳細解釋圖像信息采集設(shè)備的工作原理，包括光電轉(zhuǎn)換、模數(shù)轉(zhuǎn)換等過程。工作原理采集方法與設(shè)備簡介解釋圖像處理的基本概念和原理，包括像素、分辨率、色彩空間等。基本概念介紹常見的圖像處理技術(shù)，如圖像增強、圖像變換、圖像壓縮等。處理技術(shù)概述圖像處理技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，如醫(yī)學(xué)、軍事、藝術(shù)等。應(yīng)用領(lǐng)域圖像處理技術(shù)概述

常見圖像處理軟件介紹軟件類型介紹不同類型的圖像處理軟件，如專業(yè)圖像處理軟件、在線圖像處理工具等。功能特點詳細解釋各種圖像處理軟件的功能特點和使用方法，包括圖像編輯、特效制作、批量處理等。操作指南提供圖像處理軟件的操作指南和使用技巧，幫助用戶更好地掌握軟件的使用方法。04圖像信息壓縮編碼技術(shù)壓縮編碼原理通過去除圖像數(shù)據(jù)中的冗余信息，實現(xiàn)對圖像數(shù)據(jù)的壓縮，同時保證解壓后的圖像質(zhì)量與原圖像相近。壓縮編碼分類根據(jù)壓縮過程中是否有信息損失，可分為無損壓縮和有損壓縮。無損壓縮可以完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，而有損壓縮則會犧牲部分圖像質(zhì)量以換取更高的壓縮比。壓縮編碼原理及分類預(yù)測編碼01利用圖像像素間的相關(guān)性，通過預(yù)測當(dāng)前像素值并對其進行編碼。常見的方法有差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）和自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制（ADPCM）。變換編碼02將圖像從空間域變換到頻率域，對變換后的系數(shù)進行編碼。常見的方法有離散余弦變換（DCT）和小波變換（WT）。統(tǒng)計編碼03根據(jù)信源符號出現(xiàn)的概率進行編碼，使得出現(xiàn)概率高的符號用較短的碼字表示，而出現(xiàn)概率低的符號用較長的碼字表示。常見的方法有哈夫曼編碼和算術(shù)編碼。常見壓縮編碼方法比較PNG標(biāo)準(zhǔn)采用LZ77算法和哈夫曼編碼等無損壓縮技術(shù)，適用于網(wǎng)絡(luò)傳輸和圖形設(shè)計等領(lǐng)域。支持透明度和交錯等特性，可實現(xiàn)高質(zhì)量的圖像壓縮。JPEG標(biāo)準(zhǔn)采用DCT變換和哈夫曼編碼等技術(shù)，廣泛應(yīng)用于靜態(tài)圖像壓縮。支持有損和無損壓縮，具有較高的壓縮比和良好的圖像質(zhì)量。GIF標(biāo)準(zhǔn)采用LZW算法進行無損壓縮，適用于簡單動畫和圖標(biāo)等場合。支持多幀圖像和透明度設(shè)置，但不支持真彩色圖像壓縮。壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)與格式05圖像信息傳輸與存儲技術(shù)圖像信息可以通過有線或無線方式進行傳輸。有線傳輸包括光纖、同軸電纜等，具有傳輸速度快、穩(wěn)定性高的特點。無線傳輸則利用電磁波進行信息傳輸，如Wi-Fi、藍牙等，具有靈活性和便捷性。傳輸方式在圖像信息傳輸過程中，常用的協(xié)議包括TCP/IP、HTTP、FTP等。TCP/IP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議，提供可靠的、面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。HTTP協(xié)議用于Web瀏覽器和服務(wù)器之間的通信，實現(xiàn)網(wǎng)頁的瀏覽和文件的下載。FTP協(xié)議則用于在計算機網(wǎng)絡(luò)上進行文件傳輸。傳輸協(xié)議傳輸方式及協(xié)議簡介存儲介質(zhì)圖像信息的存儲介質(zhì)包括硬盤、閃存、光盤等。硬盤具有容量大、讀寫速度快的優(yōu)點，適合存儲大量圖像數(shù)據(jù)。閃存則具有體積小、抗震動的特點，常用于數(shù)碼相機、手機等設(shè)備中。光盤作為一種傳統(tǒng)的存儲介質(zhì)，具有價格低廉、易于攜帶的優(yōu)點，但讀寫速度較慢。文件格式圖像信息的文件格式多種多樣，常見的有JPEG、PNG、GIF等。JPEG格式采用有損壓縮方式，適合存儲照片等連續(xù)色調(diào)的圖像。PNG格式采用無損壓縮方式，支持透明背景，適合存儲圖標(biāo)、網(wǎng)頁圖像等。GIF格式則支持動畫效果，常用于網(wǎng)頁中的動態(tài)圖像。存儲介質(zhì)選擇與文件格式VS為了防止圖像數(shù)據(jù)丟失或損壞，需要采取數(shù)據(jù)備份措施。常見的備份方式包括定期備份、增量備份和差異備份等。定期備份是將所有數(shù)據(jù)定期復(fù)制到備份設(shè)備中；增量備份則只備份自上次備份以來發(fā)生變化的數(shù)據(jù)；差異備份則備份自上次完全備份以來發(fā)生變化的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)恢復(fù)當(dāng)圖像數(shù)據(jù)發(fā)生丟失或損壞時，需要采取數(shù)據(jù)恢復(fù)措施。常見的恢復(fù)方式包括從備份中恢復(fù)數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件等。從備份中恢復(fù)數(shù)據(jù)是最直接有效的方法，但前提是需要有可用的備份數(shù)據(jù)。使用數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件可以嘗試恢復(fù)丟失或損壞的數(shù)據(jù)，但成功率因情況而異。數(shù)據(jù)備份數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)策略06圖像信息安全與保護技術(shù)未經(jīng)授權(quán)訪問或披露圖像信息，防范措施包括訪問控制、加密存儲和傳輸。信息泄露對圖像信息進行惡意修改或偽造，防范措施包括數(shù)字簽名、完整性校驗。篡改與偽造通過攻擊使圖像信息系統(tǒng)癱瘓，防范措施包括負載均衡、容災(zāi)備份。拒絕服務(wù)信息安全威脅及防范措施非對稱加密使用公鑰和私鑰進行加密和解密，如RSA算法，提供更高的安全性。混合加密結(jié)合對稱和非對稱加密技術(shù)，兼顧安全性和效率。對稱加密采用相同密鑰進行加密和解密，如AES算法，適用于大量圖像數(shù)據(jù)的加密。加密技術(shù)在圖像信息安全中應(yīng)用03追蹤與取證通過數(shù)字水印和版權(quán)保護技術(shù)，追蹤非法復(fù)制和傳播行為，為維權(quán)提供證據(jù)。01數(shù)字水印在圖像中嵌入不可見標(biāo)記，用于識別和驗證圖像來源和完整性。02版權(quán)保護采用數(shù)字簽名、時間戳等技術(shù)，確保圖像信息的版權(quán)歸屬和不被篡改。數(shù)字水印和版權(quán)保護技術(shù)07第六章總結(jié)與展望圖像編碼原理介紹了圖像編碼的基本概念和原理，包括編碼器的設(shè)計、編碼算法的選擇以及編碼性能的評價指標(biāo)。詳細闡述了圖像壓縮的基本原理和方法，包括預(yù)測編碼、變換編碼和統(tǒng)計編碼等，以及常見的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)如JPEG、MPEG等。介紹了圖像增強的目的和方法，如空域增強和頻域增強，以及圖像復(fù)原的基本原理和常見算法。講解了圖像分割的基本概念和常用算法，如閾值分割、邊緣檢測和區(qū)域生長等，以及特征提取的方法和應(yīng)用。圖像壓縮技術(shù)圖像增強與復(fù)原圖像分割與特征提取關(guān)鍵知識點回顧拓展閱讀資源推薦《數(shù)字圖像處理（第三版）》一本經(jīng)典的數(shù)字圖像處理教材，涵蓋了圖像處理的基本概念、算法和應(yīng)用?！秷D像信息原理》一本系統(tǒng)介紹圖像信息原理的教材，包括圖像編碼、壓縮、增強、復(fù)原、分割和特征提取等方面的內(nèi)容。OpenCV官方文檔OpenCV是一個開源的計算機視覺庫，提供了豐富的圖像處理和計算機視覺功能，其官方文檔包含了大量的教程和示例代碼。MATLAB圖像處理工具箱MATLAB是一款強大的數(shù)學(xué)計算軟件，其圖像處理工具箱提供了豐富的圖像處理函數(shù)和算法，方便用戶進行圖像處理和分析。隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷發(fā)展，其在圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用也將越來越廣泛，如圖像分類、目標(biāo)檢測、圖像生成等。深度學(xué)習(xí)在圖像處理中的應(yīng)用計算機視覺是人工智能的重要分支之一，未來隨著人工智能技