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《数字图像处理》 主讲教师:张 峰 联系方式:zf_zx963@163.com 西安工业大学电信学院信通系 一、数字图像处理系统组成 1.4数字图像处理系统 目前,数字图像处理系统大多是以PC机为基础,配以图像采集及显示设备所组成,因此也常称为计算机图像处理系统。但在嵌入式系统上构建图像处理系统也是发展主流。 二、数字图像获取主要设备 数码相机 数码摄像机 1数码摄像机 2数码照相机 3扫描仪 4摄像头 5图像采集卡 6遥感图像获取设备 Canon 656U采用CIS技术 1.4数字图像处理系统 (CCD或CMOS图像传感器) 二、数字图像获取主要设备 1.4数字图像处理系统 CCD: 电荷耦合器件,以单晶硅半导体材料为基础 CMOS:以互补金属氧化物半导体材料为基础 大 小 噪声 低 高 分辨率 小 低 CMOS(普通) 大 高 CCD 功耗 成本 器件类型 目前,普通的数码相机多用CCD,而摄像头多用CMOS CCD Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写,是一种半导体成像器件,19世纪60年代由美国贝尔实验室发明。 二、数字图像获取主要设备 尺寸:对角线长度。现有的数码相机一般采用1/2.7英寸、1/2.5英寸和1/1.8英寸等尺寸的CCD(1英寸=25.4mm) 像素:感光器件的数量。现有的主流数码相机都已经达到800万像素以上。 噪声水平 灵敏度 三、数字图像输出显示设备 1打印机 2绘图仪 3显示器+显卡 4胶片记录仪 大面幅彩色打印机 彩色打印机 1.4数字图像处理系统 四、数字图像存储设备 1硬盘 2SD卡、优盘 3磁带 4光盘 PCMCIA存储设备 磁带 图像处理的主要特点是数据量大、运算时间长,因而对系统硬件配置要求较高。 五、图像处理计算机 1.4数字图像处理系统 六、数字图像处理常用软件 1.4数字图像处理系统 VISUAL C++ AVS和SPIDER PHOTOSHOP MATLAB Windows平台+图像处理的软件 1.5数字图像处理的历史及应用 用以改善伦敦和纽约之间通过海底电缆发送的图片的质量。 一、数字图像处理的历史 20世纪20年代: 20世纪50年代: 数字计算机发展到一定水平,数字图像处理才得到了广泛关注 一、数字图像处理的历史 20世纪60年代: 由于信息技术的快速发展以及离散数学的创立和完善,出现了一批数字图像处理应用 1964: “旅行者7号”拍摄的图像通过计算机进行处理并提高了图像质量; 数字图像处理技术也在阿波罗载人登月飞行等空间探测器中得到应用。 由“旅行者7号”登陆前拍摄的图像 1.5数字图像处理的历史及应用 一、数字图像处理的历史 20世纪60年代末: 形成完整的理论体系 20世纪70年代-现今: 广泛应用 二、数字图像处理的应用 1.通讯领域 包括图像传输、电视电话、 电视会议等, 主要是进行图像压缩。 2.宇宙探测 由于太空技术的发展,需要用数字图像处理技术处理大量的星体照片。 1.5数字图像处理的历史及应用 二、数字图像处理的应用 3.遥感领域 主要用于地形地质,矿藏探查, 森林、 水利、 海洋、 农业等资源调查, 自然灾害预测预报,环境污染监测, 气象卫星云图处理以及地面军事目标的识别。 1.5数字图像处理的历史及应用 二、数字图像处理的应用 4.生物医学领域 超声图象 Ultrasound examination during pregnancy 主要用于病理检查及诊断,例如X光检测、CT、B超等等 1.5数字图像处理的历史及应用 二、数字图像处理的应用 5.工农业生产 6.电子商务 7.军事、公安等方面的应用 8.机器人视觉 9.视频和多媒体系统 10.科学可视化 1.5数字图像处理的历史及应用 (质量检测、生产过程自动控制、CAD/CAM) 发展动向 围绕HDTV(高清数字电视)的实时图像处理研究 图形图像结合,向三维发展 图像处理硬件芯片研究 新理论与新算法 1.6数字图像处理的发展动向 (1)进一步提高精度的同时着重解决处理速度问题。 (2)加强软件研究、开发新的处理方法,特别要注意移植和借鉴其他学科的技术和研究成果,创造新的处理方法 (3)加强边缘学科的研究工作,促进图像处理的发展。 (4) 加强理论研究,形成图像处理科学自身的理论体系。(5) 图像处理领域的标准化。 1.6数字图像处理的发展动向 需进一步解决的问题 2.1 图像数字化技术 2.2 数字图像类型 2.3 图像文件格式 本章主要内容 2 数字图像处理基础 2.1图像数字化技术 一、解决的问题 彩色图像 运动图像 起点 终点 灰度图像 二、图像采样 图像在空间的离
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