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数字图像处理复习精华版适用于西南石油大学*图像是对客观存在对象的一种相似性的、生动性的描述或写真。*数字图像处理（Digital Image Processing）利用计算机对数字图像进行（去除噪声、增强、复原、分割、特征提取、识别等）系列操作，从而获得某种预期的结果的技术。（计算机图像处理）*数字图像处理的特点（优势）（1）处理精度高，再现性好。（2）易于控制处理效果。（3）处理的多样性。（4）图像数据量庞大。（5）图像处理技术综合性强。*数字图像处理的目的（1）提高图像的视感质量， 以达到赏心悦目的目的a.去除图像中的噪声；b.改变图像的亮度、颜色；c.增强图像中的某些成份、 抑制某些成份；d.对图像进行几何变换等，达到艺术效果；（2）提取图像中所包含的某些特征或特殊信息。a.模式识别、计算机视觉的预处理（3）对图像数据进行变换、 编码和压缩， 以便于图像的存储和传输。**数字图像处理的主要研究内容（1） 图像的数字化a.如何将一幅光学图像表示成一组数字，既不失真又便于计算机分析处理 b.主要包括的是图像的采样与量化（2*） 图像的增强a.加强图像的有用信息，消弱干扰和噪声（3）图像的恢复a.把退化、模糊了的图像复原。模糊的原因有许多种，最常见的有运动模糊，散焦模糊等（4*）图像的编码a.简化图像的表示，压缩表示图像的数据，以便于存储和传输。（5）图像的重建a.由二维图像重建三维图像（如CT）（6）图像的分析a.对图像中的不同对象进行分割、分类、识别和描述、解释。（7）图像分割与特征提取a.图像分割是指将一幅图像的区域根据分析对象进行分割。b.图像的特征提取包括了形状特征、纹理特征、颜色特征等。（8）图像隐藏a.是指媒体信息的相互隐藏。b.数字水印。c.图像的信息伪装。（9）图像通信 *数字图像处理的应用领域： 通信：图象传输，电视电话等。 宇宙探测：星体图片处理。 遥感：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，环境污染的监测，气象云图。 生物医学：CT，X射线成象，B超，红外图象，显微图象。 工业生产： 产品质量检测，生产过程控制，CAD，CAM。 军事： 军事目标侦察，制导系统，警戒系统，自动火器控制，反伪装等。 公安： 现场照片，指纹，手迹，印章，人像等处理和鉴别。 档案： 过期的文字、图片档案的修复和处理。 机器人视觉 娱乐： 电影特技，动画，广告，MTV等 *数字图像处理的发展动向 （1）提高精度，提高处理速度（2）加强软件研究，开发新方法（3）加强边缘学科的研究工作（4）加强理论研究（5）图像处理领域的标准化问题 *电磁辐射波： （1）在实际的图像处理应用中，最主要的图像来源于电磁辐射成像。 （2）电磁辐射波包括无线电波（1m-100km）、微波(1mm-1m)、红外线(700nm-1mm)、可见光(400nm-700nm)、紫外线(10nm-400nm)、X射线(1nm-10nm)、γ射线(0.001nm-1nm)。 （3）电磁辐射波的波谱范围很广，波长最长的是无线电波为3×102m，其波长是可见光波长的几十亿倍；波长最短的是γ射线，波长为3×10-17m，其波长比可见光小几百万倍。 *电磁波谱与可见光谱相关概念 (1)仅有单一波长成份的光称为单色光，含有两种以上波长成份的光称为复合光，单色光和复合光都是有色彩的光。 (2)没有色彩的光称为消色光。消色光就是观察者看到的黑白电视的光，所以消色指白色、黑色和各种深浅程度不同的灰色。 (3)消色光的属性仅有亮度或强度，通常用灰度级描述这种光的强度。 *简单的图像成像模型 一幅图像可定义成一个二维函数f(x,y)。由于幅值f实质上反映了图像源的辐射能量，所以f(x,y)一定是非零且有限的，也即有： 0f(x,y)A0 图像是由于光照射在景物上，并经其反射或透射作用于人眼的结果。所以：f(x,y)可由两个分量来表征，一是照射到观察景物的光的总量，二是景物反射或透射的光的总量. 设i(x,y)表示照射到观察景物表面(x,y)处的白光强度，r(x,y)表示观察景物表面(x,y)处的平均反射(或透射)系数，则有： f(x,y)=i(x,y)r(x,y)其中： 0 i(x,y) A1 (2.4) 0 ≤ r(x,y) ≤ 1 对于消色光图像(有些文献称其为单色光图像)，f(x,y)表示图像在坐标点(x,y)的灰度值l，且： l=f(x,y) (2.5) 这种只有灰度属性没有彩色属性的图像称为灰度图像。 由式(2.4)，显然有：