第一章 数字图像基础.PPTVIP

浙江中医学院 陈礼民 第一章 数字图像基础 2 1. 什么是图像 什么是图像:图象是自然界景物的客观反映，是人类认识世界和人类本身的重要源泉 图像（image or picture）:图片（相片，胶片，绘画）， 影视片（影片和电视）， 声音 传统图象是二维(2-D)的 图象可以是连续的和离散的。 在计算机中处理离散的图像，这时图像可以看作由点阵组成。如p2/图1.1.2/b 原点在左上角， 原点在左下角 每个点称为象素:pixel 图象可以用2-D数组f(x, y)来表示， x和y表示2-D空间pixel的位置 f(x,y)代表象素的某种性质的值。 图象的灰度值-对应客观景物的亮度 对于彩色的应该有3个函数 2.主要发展阶段： 在70年代第一本重要的图象处理专著［Rosenfeld 1976］ 在80年代，各种硬件的发展， 开始处理3-D图象。 许多能获取3-D图象的设备和处理分析3-D图象的系统研制成功，图象技术得到了广泛的应用。 90年代，图象技术已逐步涉及人类生活和社会发展的各个方面。如得到广泛应用的多媒体技术中，图象在其中占据了主要地位。 广义上来说，文本、图形、视频等都需要借助图象技术才能充分利用。 3. 图象技术 与分类 图象技术在广义上是各种与图象有关的技术的总称。 在计算机领域主要研究的是数字图象 内容包括： 图象的采集、获取、编码、存储和传输， 图象的合成和产生，图象的显示和输出， 图象的变换、增强、 恢复（复原）和重建， 图象的分割、 图象的分类、表示（和描述），特征的提取、目标的检测和识别 图象和场景的解释和理解，以及基于它们的判断决策和行为规划 3-D景物的重建复原， 图象数据库的建立、 索引和抽取， 等等。另外，图象技术还可包括为完成上述功能而进行的硬件设计及制作等方面的技术。 分类： 图像根据抽象程度和研究方法等的不同可分为三个层次(见图1.1.2和表1.2.1） 低级： 图象处理 中级： 图象的分割和描述 高级： 图象分析和理解 图象处理: 对图像加工：从图象到图象 图象分析：对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象的描述。 它是一个从图象到数据的过程 图象理解：借助图象的描述和知识、经验等来认知图象的内容（包括没有直接观察到的事物）。 人们常用图象处理泛指各种图象技术， 但比较狭义的图象处理是对图象进行各种加工 以改善图象的视觉效果并为自动识别打基础， 或对图象进行压缩编码以减少所需存储空间或传输时间、 传输通路的要求。 本课程主要研究2-D图像处理 图象处理的次序：p20 图象获取 变换和增强：按主观需求改变图象，（数学：傅氏变换） 复原：按客观的原始的图象复原 彩色：以成为重要领域 压缩：减少存储量 形态学：从图象中提取图象分量：边界，骨架，… 分割；对图象进行划分或分出目标物 表示或描述：根据分割的结果描述图象 对象识别（理解）： 图像变换 几何变换----放缩，旋转，平移（滚动与漫游），投影 付里叶变换（DFT)，离散余弦变换(DCT)，离散小波变换（DWT)，Walsh变换，Hadamard变换，Slant变换，Haar变换，K-L变换 图像增强 对比度增强 亮度增强 直方图修改 图像平滑去噪声 滤波 图像锐化 图像复原 运动模糊的复原 逆滤波复原 维纳滤波复原 能量相等准则复原 代数复原 图像增强与图像复原之间的区别？ 图像压缩与编码 熵编码 预测编码 变换编码 矢量量化 分形编码 小波变换与压缩编码 图像分析 图像分割 特征提取，包括形状特征，颜色特征，纹理特征 相关硬件 扫描仪，照相机，摄像机 采集卡，图像处理加速卡 显示器，打印机，绘图仪，投影仪 应用 医学图像处理（成像，处理，重建） 遥感图像处理 艺术创作 Web 人机交互 广播与娱乐 4. 图像显示 1。 图像显示设备： 阴极射线管（CRT):电子枪束上不同极上电压控制：光亮点的亮度和偏转角度 打印设备 2. 常用象素的值 2值（黑白） 灰度：原始的为：几十--几百，常用的：0~255 彩色：真彩色1.6*106种 5. 图像储存格式 1.储存单位： 字节：byte=8比特 B 位：bit(比特） kB:千字节 MB: 106字节 GB: 109字节 TB: 1012字节 2. 存储器 内存：计算机内的快速存储器 帧