数字图像处理第一章-课件
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数字图像处理第一章概论优秀课件
随着计算机技术的发展，逐渐应用于图像领域。 60年代第一台可执行有意义的图像处理任务的大 型计算机出现，逐渐应用于空间图像处理、医学图像、 地球遥感、天文学
Chapter 1: Int像的来源：主要是电磁能谱，此外还 有声波、超声波和电子（用于电子显微镜的电子束形式 ）及计算机产生。
Chapter 1: Introduction
1.2 数字图像处理的起源
最早起源之一是报纸 20年代 伦敦→纽约（海底电缆）
图像→编码→打印 一幅图片1个多星期→ 3个多小时
Chapter 1: Introduction
1.2 数字图像处理的起源
Chapter 1: Introduction
1.2 数字图像处理的起源
Chapter 1: Introduction
1.3 数字图像处理的应用实例
1.3.7 其他图像模式应用的实例 “声音”成像：地质勘探，工业和医学（超
声波）以医学超声波为例： 1、超声波系统（计算机+超声波+接收器） 2、声波传入体内，碰撞组织边缘，一部分返回到
探头，一部分继续传播。 3、反射波被探头收集→计算机 4、根据传播速度及每个回波返回的时间计算从探
1.3 数字图像处理的应用实例
1.3.5 微波波段成像 典型应用是雷
达，其独特之处是不 管在任何范围、任何 时间、任何气候周围 光照条件都可以。可 穿过云层，看到的是 反射到雷达天线的微 波能量。
Chapter 1: Introduction
1.3 数字图像处理的应用实例
1.3.6 无线电波成像 医学中：磁共振成像
电磁波谱：
Chapter 1: Introduction
1.3 数字图像处理的应用实例
Chapter 1: Int像的来源：主要是电磁能谱，此外还 有声波、超声波和电子（用于电子显微镜的电子束形式 ）及计算机产生。
Chapter 1: Introduction
1.2 数字图像处理的起源
最早起源之一是报纸 20年代 伦敦→纽约（海底电缆）
图像→编码→打印 一幅图片1个多星期→ 3个多小时
Chapter 1: Introduction
1.2 数字图像处理的起源
Chapter 1: Introduction
1.2 数字图像处理的起源
Chapter 1: Introduction
1.3 数字图像处理的应用实例
1.3.7 其他图像模式应用的实例 “声音”成像：地质勘探，工业和医学（超
声波）以医学超声波为例： 1、超声波系统（计算机+超声波+接收器） 2、声波传入体内，碰撞组织边缘，一部分返回到
探头，一部分继续传播。 3、反射波被探头收集→计算机 4、根据传播速度及每个回波返回的时间计算从探
1.3 数字图像处理的应用实例
1.3.5 微波波段成像 典型应用是雷
达，其独特之处是不 管在任何范围、任何 时间、任何气候周围 光照条件都可以。可 穿过云层，看到的是 反射到雷达天线的微 波能量。
Chapter 1: Introduction
1.3 数字图像处理的应用实例
1.3.6 无线电波成像 医学中：磁共振成像
电磁波谱：
Chapter 1: Introduction
1.3 数字图像处理的应用实例
数字图像处理课件ppt
06 数字图像处理的应用案例
人脸识别系统
总结词
人脸识别系统是数字图像处理技术的重要应 用之一，它利用计算机视觉和图像处理技术 识别人的面部特征，实现身份认证和安全监 控等功能。
详细描述
人脸识别系统通过采集输入的人脸图像，提 取出面部的各种特征，如眼睛、鼻子、嘴巴 等部位的形状、大小、位置等信息，并与预 先存储的人脸特征进行比对，从而判断出人 的身份。该系统广泛应用于门禁系统、安全
分类器设计
总结词
分类器设计是图像识别技术的核心，它通过训练分类器，使其能够根据提取的特征对图 像进行分类和识别。
详细描述
分类器设计通常采用机器学习算法，如支持向量机、神经网络和决策树等。这些算法通 过训练数据集进行学习，并生成分类器模型，用于对新的未知图像进行分类和识别。
模式识别
总结词
模式识别是图像识别技术的最终目标，它通 过分类器对提取的特征进行分类和识别，实 现对图像的智能理解和处理。
源调查和环境监测。
计算机视觉
为机器人和自动化系统提供视 觉感知能力，用于工业自动化
、自主导航等。
数字图像处理的基本流程
特征提取
从图像中提取感兴趣的区域、 边缘、纹理等特征，为后续分 类或识别提供依据。
图像表示与压缩
将图像转换为易于处理和分析 的表示形式，同时进行数据压 缩，减少存储和传输成本。
预处理
详细描述
模式识别在许多领域都有广泛应用，如人脸 识别、物体识别、车牌识别等。通过模式识 别技术，可以实现自动化监控、智能安防、 智能驾驶等应用。随着深度学习技术的发展 ，模式识别的准确率和鲁棒性得到了显著提 高。
05 数字图像处理中的常用算 法
傅里叶变换算法
傅里叶变换
【课件】数字图像处理01ppt
通常，三元组的每个数值也是在0到255之间，0表示相应的 基色在该像素中没有，而255则代表相应的基色在该像素中 取得最大值，这种情况下每个像素可用三个字节来表示。
彩色图像(128x128)及其对应的数值矩阵（仅列出一 部分(25x31)）
1 什么是数字图像
2 数字图像处理系统的基本结构
Terrain Model of Mars' Mojave Crater
4 数字图像处理应用_视觉监控
视频监视、公安：
银行防盗，人脸识别等。
4 数字图像处理应用_工业检测
工业检测与测量：
3 数字图像处理术语
运算
全局运算：对全幅图像所有像素做相同的处理。 点 运 算：输出图像每个像素的灰度值只依赖于对应
输入图像像素的灰度值。
局部运算：输出图像每个像素的灰度值依赖于对应输
入图像该像素邻域的灰度值。
几何运算：…… 代数运算：…… 邻域预算：……
4 数字图像处理应用
数字图像处理：是指将一幅图像转变为另一幅图像。 数字图像分析：是指将一幅图像转换为一种非图像的
表示。但数字图像处理通常又包括数字图像分析。如天 气预报，视频统计等。
计算机图形学：用计算机将由概念或数学描述所表示
的物体图像（非实物）进行处理和显示的过程。如机械 图、建筑图等，通过建筑图统计水泥、钢筋用量等。
图像数字化设备：扫描仪、数码相机、摄象机与图像采集卡 等
图像处理计算机：PC、工作站等（通常将存储设备也包括在 内）
图像输出设备：打印机、绘图仪等
图像显示 硬拷贝
SAN网络
计算机 特殊图像处理硬件
图像传感器 问题域
大规模存储 图像处理软件
彩色图像(128x128)及其对应的数值矩阵（仅列出一 部分(25x31)）
1 什么是数字图像
2 数字图像处理系统的基本结构
Terrain Model of Mars' Mojave Crater
4 数字图像处理应用_视觉监控
视频监视、公安：
银行防盗，人脸识别等。
4 数字图像处理应用_工业检测
工业检测与测量：
3 数字图像处理术语
运算
全局运算：对全幅图像所有像素做相同的处理。 点 运 算：输出图像每个像素的灰度值只依赖于对应
输入图像像素的灰度值。
局部运算：输出图像每个像素的灰度值依赖于对应输
入图像该像素邻域的灰度值。
几何运算：…… 代数运算：…… 邻域预算：……
4 数字图像处理应用
数字图像处理：是指将一幅图像转变为另一幅图像。 数字图像分析：是指将一幅图像转换为一种非图像的
表示。但数字图像处理通常又包括数字图像分析。如天 气预报，视频统计等。
计算机图形学：用计算机将由概念或数学描述所表示
的物体图像（非实物）进行处理和显示的过程。如机械 图、建筑图等，通过建筑图统计水泥、钢筋用量等。
图像数字化设备：扫描仪、数码相机、摄象机与图像采集卡 等
图像处理计算机：PC、工作站等（通常将存储设备也包括在 内）
图像输出设备：打印机、绘图仪等
图像显示 硬拷贝
SAN网络
计算机 特殊图像处理硬件
图像传感器 问题域
大规模存储 图像处理软件
数字图像处理 第1章 绪论PPT课件
7）. 图像分割（Image Segmentation）
把图像分成不同区域（每个区域具有某种特性）的处理就是 图像分割。图像自动分割是图像处理中最困难的问题之一。将 各种方法融合在一起并使用知识来提高处理的可靠性和有效性 是图像分割的研究热点。
8）. 图像分析（ Image analysis）
图像处理应用的目标几乎均涉及到图像分析，即对图像中的 不同对象进行分割、特征提取和表示，从而有利于计算机对图 像进行分类、识别和理解。
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。
1.2.2 数字图像处理的主要内容
1）. 图像获取、表示和表现
（Image Acquisition，Representation and Presentation）
该过程主要是把模拟图像信号转化为计算机所能接受的数 字形式，以及把数字图像显示和表现出来（如打印）。这一过 程主要包括摄取图像、 光电转换及数字化等几个步骤。
6）. 图像压缩编码（Image Encoding ）
数字图像的特点之一是数据量庞大。主要是利用图像信号的 统计特性及人类视觉的生理学及心理学特性，对图像信号进行 高效压缩编码，在保证图像质量的前提下压缩数据，便于存储 和传输，以解决数据量大的矛盾。一般来说，图像编码的目的 有三个： ①减少数据存储量；②降低数据率以减少传输带宽； ③压缩信息量，便于特征提取，为后续识别作准备。
◇图像的种类
借助集合的概念，图像可根据其生成方法或存在形式分成若干 类。所有图像的总体可以看作客观世界的一部分，或者叫做客观世 界的一个子集，而图像本身又可进一步划分为若干子集（若干类）。 图像的各子集中，最重要的一个子集是可见图像子集。
types of images
把图像分成不同区域（每个区域具有某种特性）的处理就是 图像分割。图像自动分割是图像处理中最困难的问题之一。将 各种方法融合在一起并使用知识来提高处理的可靠性和有效性 是图像分割的研究热点。
8）. 图像分析（ Image analysis）
图像处理应用的目标几乎均涉及到图像分析，即对图像中的 不同对象进行分割、特征提取和表示，从而有利于计算机对图 像进行分类、识别和理解。
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。
1.2.2 数字图像处理的主要内容
1）. 图像获取、表示和表现
（Image Acquisition，Representation and Presentation）
该过程主要是把模拟图像信号转化为计算机所能接受的数 字形式，以及把数字图像显示和表现出来（如打印）。这一过 程主要包括摄取图像、 光电转换及数字化等几个步骤。
6）. 图像压缩编码（Image Encoding ）
数字图像的特点之一是数据量庞大。主要是利用图像信号的 统计特性及人类视觉的生理学及心理学特性，对图像信号进行 高效压缩编码，在保证图像质量的前提下压缩数据，便于存储 和传输，以解决数据量大的矛盾。一般来说，图像编码的目的 有三个： ①减少数据存储量；②降低数据率以减少传输带宽； ③压缩信息量，便于特征提取，为后续识别作准备。
◇图像的种类
借助集合的概念，图像可根据其生成方法或存在形式分成若干 类。所有图像的总体可以看作客观世界的一部分，或者叫做客观世 界的一个子集，而图像本身又可进一步划分为若干子集（若干类）。 图像的各子集中，最重要的一个子集是可见图像子集。
types of images
第一章 数字图像处理基础 ppt课件
数字图像处理
2014年11月
教学安排
课堂授课、项目与实验安排
课堂授课，36学时 第一章 数字图像处理基础（5学时） 第二章 图像变换（4学时） 第三章 图像增强（9学时） 第四章 图像复原（5学时） 第五章 图像分割（5学时） 第六章 彩色图像处理（4学时） 习题分析与讨论（4学时）
14
显微成像
•Taxol 红豆杉醇 •cholesterol胆固醇 •Nickel oxide镍氧化物
•organic superconducting 有机超导
2020/12/2715Fra bibliotek多频谱成像
2020/12/27
16
光学成像
2020/12/27
•Intraocular implant: 眼内植入
首选教材：数字图像处理，自编讲义，2012 二选教材：K.R. Castleman, 数字图像处理, 电子工业出版社，2011 参考书目：(1) R.C.Gonzalez，数字图像处理（第3版），电子工业出版社，2011；(2)
W.K.Pratt，数字图像处理（原书第4版），机械工业出版社，2010
2020/12/27
5
什么是图像？
众所周知的事情正因为 众所周知而不为人所知
图像？这玩意儿，你不问我还清楚这是 什么；你要真问起来，我反倒不知道该 如何解释它了。
卡斯尔曼：一幅图像就是指某些事物的 表示，并包含关于目标的描述性信息。
你会如何定义？
2020/12/27
6
什么是图像？
图像的类型
图像以各种不同的形式出现:
2020/12/27
12
Gamma射线成像
2020/12/27
•PET(positron emission tomography): 正 电子射线层析 术 •Cygnus:天鹅座
2014年11月
教学安排
课堂授课、项目与实验安排
课堂授课，36学时 第一章 数字图像处理基础（5学时） 第二章 图像变换（4学时） 第三章 图像增强（9学时） 第四章 图像复原（5学时） 第五章 图像分割（5学时） 第六章 彩色图像处理（4学时） 习题分析与讨论（4学时）
14
显微成像
•Taxol 红豆杉醇 •cholesterol胆固醇 •Nickel oxide镍氧化物
•organic superconducting 有机超导
2020/12/2715Fra bibliotek多频谱成像
2020/12/27
16
光学成像
2020/12/27
•Intraocular implant: 眼内植入
首选教材：数字图像处理，自编讲义，2012 二选教材：K.R. Castleman, 数字图像处理, 电子工业出版社，2011 参考书目：(1) R.C.Gonzalez，数字图像处理（第3版），电子工业出版社，2011；(2)
W.K.Pratt，数字图像处理（原书第4版），机械工业出版社，2010
2020/12/27
5
什么是图像？
众所周知的事情正因为 众所周知而不为人所知
图像？这玩意儿，你不问我还清楚这是 什么；你要真问起来，我反倒不知道该 如何解释它了。
卡斯尔曼：一幅图像就是指某些事物的 表示，并包含关于目标的描述性信息。
你会如何定义？
2020/12/27
6
什么是图像？
图像的类型
图像以各种不同的形式出现:
2020/12/27
12
Gamma射线成像
2020/12/27
•PET(positron emission tomography): 正 电子射线层析 术 •Cygnus:天鹅座
数字图像处理技术与应用课件第1章-PPT精品文档
2019/3/18
1.3 数字图像处理的方法和内容
6）图像分割 图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。将图像 中有意义的特征部分提取出来，有意义的特征包括图像中 的边缘、区域等，是进一步进行图像识别、分析和理解的 基础。虽然目前已研究出不少边缘提取、区域分割的方法， 但是还没有一种普遍适用于各种图像的有效方法。对图像 分割的研究还在不断深入之中，是目前图像处理中研究的 热点之一。
2019/3/18
1.3 数字图像处理的方法和内容
5）图像增强和复原 图像增强和复原的目的是提高图像的质量，如去除噪 声、提高图像的清晰度等。图像增强不考虑引起图像降质 的原因，而是突出图像中所感兴趣的部分。例如，强化图 像高频分量可以使图像中物体轮廓清晰、细节明显，强化 低频分量可减少图像中噪声的影响。图像复原要求对图像 降质的原因有一定的了解，一般根据降质过程建立“降质 模型”，再采用某种滤波方法，恢复或重建原来的图像。
2019/3/18
1.3 数字图像处理的方法和内容
1.3.1数字图像处理的方法 1. 空域法 空域法把图像看作关于x , y坐标位置的像素的集合，直接 对二维函数的集合进行相应的处理。空域处理法主要有两大类： 1） 邻域处理法—— 梯度运算，平滑算子运算和卷积运算 2） 点处理法—— 灰度处理，面积、周长、体积运算等。
2019/3/18
1.3 数字图像处理的方法和内容
3）图像变换 由于数字图像阵列通常很大，直接在空间域中进行处 理，计算量非常大。采用各种图像变换的方法，如傅里叶 变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术，将空 间域的处理转换为变换域处理，这样不仅可减少计算量， 而且可以获得更有效的处理。例如，通过傅里叶变换可以 在频域中进行数字滤波处理，目前研究的小波变换在时域 和频域中都具有良好的局部化特性，在图像处理中也有着 广泛而有效的应用。
数字图像处理课件_第1章(160831)
7.1 计算机图形学
用计算机将由概念所表示的物体
（不是实物）图像进行处理和显示。侧
重于根据给定的物体描述模型、光照及
想象中的摄像机的成像几何，生成一幅
图像。 包括称之为 “计算机艺术”的
艺术创作。
计算机图形学操作示意图
计算机图形学示例
—— 具有逼真感
计算机图形学示例
拟光照
—— 虚
‹#›
7.2
二维处理
由于图像是三维景物的二维投影，一幅图像本身 不具备复现三维景物的全部几何信息的能力，很 显然三维景物背后部分信息在二维图像画面上是 反映不出来的。因此，要分析和理解三维景物必 须作合适的假定或附加新的测量，例如双目图像 或多视点图像。
主观评价
数字图像处理后的图像一般是给人观察和评价的， 因此受人的因素影响较大。由于人的视觉系统很 复杂，受环境条件、视觉性能、人的情绪爱好以 及知识状况影响很大，作为图像质量的评价还有 待进一步深入的研究。
计算机视觉
计算机视觉的目的是发展出能够
理解自然景物的系统。在机器人领域中，
计算机视觉为机器人提供眼睛的功能。
计算机视觉操作示意图
需要一块三角形的积木
‹#›
8.几个当今热点的研究方向
1）因特网上的图像检索 2）图像在网上的传输 3）图像的安全技术 4）图像的处理技术 5）图像的自动识别 6）图像作为检测手段的一种 7）其它视频方面的研究与需求
数据量大
数字图像处理的信息大多是二维信息，处理信息
量很大。如一幅256×256低分辨率黑白图像，要
求约64kbit的数据量；对高分辨率彩色512×512
图像，则要求768kbit数据量；如果要处理30帧/
秒的电视图像序列，则每秒要求500kbit～
数字图像处理课件第一章
用3个二进制位表示：
23＝8（称为8色图像
或3位图像）
2020/7/18
（a）连续图像
2020/7/18
（b）数字化结果
（c）像素
2020/7/18
（d）灰度级
1.1.4 数字图像的基本属性
在计算机中的二维阵列（网格）：二维数组
i :行 I(i,j):j :列最小单位 :象素
I :值
• 两个基本属性： • ① 几何属性：坐标
。 • （3）为了存储和传输庞大的图像和视频信息，常常对这类数据进行
有效的压缩。 • （4）信息的可视化。 • （5）信息安全的需要。
2020/7/18
1.2.2 图像处理的任务
• 图像处理的主要任务：
– 图像获取与数字化 – 图像增强 – 图像恢复 – 图像重建 – 图像变换 – 图像编码与压缩 – 图像分割
2020/7/18
计算机视觉研究的特点
• 多学科交叉
计算机视觉
计算机 心理学 生理学 物理学 信号处理 数学
等等
2020/7/18
概率统计 随机过程
高度代数
线性系统
高等几何
最优化理论
计算机视觉研究的途径
• 硬件： • 第四代计算机（人工智能计算机） • 软件： • 通过研究人的视觉机理，提高计算机图像处理能力： • 传感器（眼睛）：成像机理及前期处理 • 处理机理（大脑）：人工神经网络
Ponzo错觉
2020/7/18
Hering错觉
2020/7/18
Orbison错觉
2020/7/18
Pogendoff错觉
2020/7/18
Zollnar错觉
图像表示与转换
第一章 数字图像处理基础 PPT课件
在灰度级变化尖锐的区域，用细腻的采样， 在灰度级比较平滑的区域，用粗糙的采样
数字图像处理基础
图像的采样和量化 数字图像的表示 数字图像的质量 像素间的一些基本关系
数字图像的表示
二维离散亮度函数——f(x,y)
x，y说明图像像素的空间坐标 函数值f代表了在点(x,y)处像素的灰度值
图像处理 计算机视觉 基于内容的图像、视频检索 人脸识别、指纹识别、掌纹识别、虹膜识别 图像分类、图像和视频的语义概念检测、……
成绩 出勤+作业30%， 考试成绩70% 考试闭卷完成（基本概念、原理和算法）
第一章 数字图像处理基础
兰州理工大学电信学院
数字图像处理基础 概述
数字图像处理
兰州理工大学电信学院
教材
教材
Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods. Digital Image Processing (Second Edition)，Prentice Hall，2003. Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods 著，阮秋琦、阮宇智等译. 数字图像处理 （第二版），电子工业出版社，2003年。
图像采样
图像空间坐标(x,y)的数字化被称为图像采样 确定水平和垂直方向上的像素个数N、M
图像的量化
图像幅值的数字化被称为图像的量化，如量化 到256个灰度级
rk
图像的采样与数字图像的质量
图像的采样与数字图像的质量
图像的采样与数字图像的质量
(a)
(b)
(c)
(d)
(e) (f)
y
y
x
x
什么是数字图像？
像素组成的二维排列，可以用矩阵表示 对于单色（灰度）图像而言，每个像素的亮度用 一个数值来表示，通常数值范围在0到255之间，0 表示黑、255表示白，其它值表示处于黑白之间的 灰度 彩色图像可以用红、绿、蓝三元组的二维矩阵来 表示。通常，三元组的每个数值也是在0到255之间， 0表示相应的基色在该像素中没有，而255则代表相 应的基色在该像素中取得最大值
数字图像处理基础
图像的采样和量化 数字图像的表示 数字图像的质量 像素间的一些基本关系
数字图像的表示
二维离散亮度函数——f(x,y)
x，y说明图像像素的空间坐标 函数值f代表了在点(x,y)处像素的灰度值
图像处理 计算机视觉 基于内容的图像、视频检索 人脸识别、指纹识别、掌纹识别、虹膜识别 图像分类、图像和视频的语义概念检测、……
成绩 出勤+作业30%， 考试成绩70% 考试闭卷完成（基本概念、原理和算法）
第一章 数字图像处理基础
兰州理工大学电信学院
数字图像处理基础 概述
数字图像处理
兰州理工大学电信学院
教材
教材
Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods. Digital Image Processing (Second Edition)，Prentice Hall，2003. Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods 著，阮秋琦、阮宇智等译. 数字图像处理 （第二版），电子工业出版社，2003年。
图像采样
图像空间坐标(x,y)的数字化被称为图像采样 确定水平和垂直方向上的像素个数N、M
图像的量化
图像幅值的数字化被称为图像的量化，如量化 到256个灰度级
rk
图像的采样与数字图像的质量
图像的采样与数字图像的质量
图像的采样与数字图像的质量
(a)
(b)
(c)
(d)
(e) (f)
y
y
x
x
什么是数字图像？
像素组成的二维排列，可以用矩阵表示 对于单色（灰度）图像而言，每个像素的亮度用 一个数值来表示，通常数值范围在0到255之间，0 表示黑、255表示白，其它值表示处于黑白之间的 灰度 彩色图像可以用红、绿、蓝三元组的二维矩阵来 表示。通常，三元组的每个数值也是在0到255之间， 0表示相应的基色在该像素中没有，而255则代表相 应的基色在该像素中取得最大值
《数字图像处理基础》课件
数字图像的表示与存 储方式
讨论数字图像的表示方法，包 括二进制表示、向量图像和光 栅图像等。
第三章：数字图像预处理
1
图像增强
2
探讨图像增强的方法和技术，如直方图
均衡化、增强对比度等。
3
图像边缘检测
4
介绍常用的边缘检测算法，如Sobel、滤波
解释图像滤波的概念和作用，介绍常用 的滤波器及其应用。
《数字图像处理基础》 PPT课件
数字图像处理基础PPT课件将帮助您深入了解数字图像处理的原理、方法和应 用。通过本课程，您将掌握数字图像处理领域的基本概念和技巧，为将来的 进一步学习和应用打下坚实的基础。
第一章：数字图像处理概述
数字图像处理介绍
了解数字图像处理的定义和基本原理，并掌握其在各个领域中的应用。
第五章：数字图像特征提取与识别
图像特征提取
介绍图像特征提取的目的和方 法，如灰度共生矩阵和尺度不 变特征变换（SIFT）。
模板匹配
解释模板匹配的原理和应用， 讨论常见的模板匹配算法。
目标检测
探讨目标检测的技术和方法， 如基于特征的方法和深度学习 方法。
第六章：数字图像处理算法优化
1
图像处理算法优化的意义
图像二值化
讲解图像二值化的原理和算法，介绍基 于阈值的二值化方法。
第四章：数字图像分割
图像分割概述
解释图像分割的概念和作用，并 探讨常见的图像分割方法。
基于边缘分割
介绍基于边缘检测的图像分割方 法，包括Canny边缘检测和Sobel 边缘检测。
基于区域分割
讨论基于区域的图像分割方法， 如区域生长和分水岭算法。
数字图像技术趋势
讨论数字图像处理技术的趋势，如增强现实和虚拟现实的发展。
数字图像处理课件ppt课件
9
• 1.2.3 数字图像处理的特点 • 1．具有数字信号处理技术共有的特点。如： • （1）处理精度高。 • （2）重现性能好。 • （3）灵活性高。 • 2．数字图像处理后的图像可能是供人观察和评价的，也
可能作为机器视觉的预处理结果。 • 3．数字图像处理技术适用面宽。原始模拟图像可以来自
多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的 波谱图像、超声波图像或红外图像。
1.3 基本的图像处理系统
• 图像处理系统包括
– 图像处理硬件和图像处理软件。
• 1.3.1 图像处理硬件 • 微机图像处理硬件系统主要
– 由图像输入设备、图像运算处理设备（微计算机）、 图像存储器、图像输出设备等组成。
• 软件系统包括
– 操作系统、控制软件及应用软件等。 13
图1.7 基本的数字图像处理系统
统。
• 3．图像处理开发工具
– （1）VC++面向对象可视化集成工具 – （2）MATLAB的图像处理工具箱 – （3）图像应用软件：Photoshop、CorelDRAW、
ACDSee
22
1.4 数字图像处理的应用与发展趋势
• 1.4.1 数字图像处理的应用 • 1．航天和航空技术方面的应用 • 2．生物医学工程方面的应用 • 3．通信工程方面的应用 • 4．工业自动化和机器人视觉方面的应用 • 5．军事和公安方面的应用 • 6．生活和娱乐方面的应用
– 像素（picture element，简称pixel）
• 一幅图像可以用二维矩阵表示。
4
图1.1 自然景物图像
(a)原图
(b)将原图放大4倍
• 图像的数字化包括两个主要步骤：离散和量化
5
• 1.1.2 图像处理的发展简史 • 数字图像处理首次成功地应用在1964年美国
• 1.2.3 数字图像处理的特点 • 1．具有数字信号处理技术共有的特点。如： • （1）处理精度高。 • （2）重现性能好。 • （3）灵活性高。 • 2．数字图像处理后的图像可能是供人观察和评价的，也
可能作为机器视觉的预处理结果。 • 3．数字图像处理技术适用面宽。原始模拟图像可以来自
多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的 波谱图像、超声波图像或红外图像。
1.3 基本的图像处理系统
• 图像处理系统包括
– 图像处理硬件和图像处理软件。
• 1.3.1 图像处理硬件 • 微机图像处理硬件系统主要
– 由图像输入设备、图像运算处理设备（微计算机）、 图像存储器、图像输出设备等组成。
• 软件系统包括
– 操作系统、控制软件及应用软件等。 13
图1.7 基本的数字图像处理系统
统。
• 3．图像处理开发工具
– （1）VC++面向对象可视化集成工具 – （2）MATLAB的图像处理工具箱 – （3）图像应用软件：Photoshop、CorelDRAW、
ACDSee
22
1.4 数字图像处理的应用与发展趋势
• 1.4.1 数字图像处理的应用 • 1．航天和航空技术方面的应用 • 2．生物医学工程方面的应用 • 3．通信工程方面的应用 • 4．工业自动化和机器人视觉方面的应用 • 5．军事和公安方面的应用 • 6．生活和娱乐方面的应用
– 像素（picture element，简称pixel）
• 一幅图像可以用二维矩阵表示。
4
图1.1 自然景物图像
(a)原图
(b)将原图放大4倍
• 图像的数字化包括两个主要步骤：离散和量化
5
• 1.1.2 图像处理的发展简史 • 数字图像处理首次成功地应用在1964年美国
数字图像处理ch01(MATLAB)-课件
2024/10/12
第一章 绪论
17
2024/10/12
第一章 绪论
18
2024/10/12
第一章 绪论
19
2024/10/12
第一章 绪论
20
<2>几何处理
放大、缩小、旋转，配准，几何校正，面积、周长计算。
请计算台湾的陆地面积
2024/10/12
第一章 绪论
21
<3>图象复原
由图象的退化模型，求出原始图象
图像处理是指按照一定的目标，用一系列的操 作来“改造”图像的方法.
2024/10/12
第一章 绪论
7
➢图象处理技术的分类(从方法上进行分类)[2]
1．模拟图象处理（光学图像处理等）
用光学、电子等方法对模拟信号组成的图像，用光学器 件、电子器件进行光学变换等处理得到所需结果（哈哈 镜、望远镜，放大镜，电视等）.
2024/10/12
第一章 绪论
22
<4>图象重建[3]
[3]此图像来自罗立民，脑成像，
2024/10/12
第一章 绪论
23
/zhlshb/ct/lx.htm
2024/10/12
第一章 绪论
图形用户界面，动画，网页制作等
2024/10/12象处理的基本概念，和基 本问题，以及一些典型的应用。
2024/10/12
第一章 绪论
33
提问
摄像头(机),扫描仪,CT成像装置,其他图象成像装置
2)图象的存储
各种图象存储压缩格式(JPEG,MPEG等),海量图象数据库技术
3)图象的传输
内部传输(DirectMemoryAccess),外部传输(主要是网络)
数字图像处理概述 ppt课件
数字图像处理 1-概述
2020/11/29
1
主讲教师
曹桂涛 副教授 研究方向：
图像处理、医学图像分析、
办公地点：数学馆308 办公电话：32204750-202 E-mail:
模式识别
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
王国维先生是民国初期的一个大学者，国学 大师，而且他是一个美学家，他在《人间词 话》中有一篇短文，叫“三种境界”。
第一个境界，“昨夜西风凋碧树，独上高楼，望 尽天涯路，”这个境界描写迎着困难，勇于攀登。
第二个境界，“衣带渐宽终不悔，惟伊消得人憔 悴。”无论多大的代价，终不后悔，这是描写研 究探索的情景。
IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV)
ACM Multimedia Conference (MM) IEEE International Conference on Image
Processing (ICIP) …
科学研究的三个境界
(GVIP) ……
Hale Waihona Puke 国内外相关会议和杂志国内杂志：
Journal of Computer Science and Technology (JCST)(SCI)
计算机学报 软件学报 电子学报 …
国内外相关会议和杂志(续)
国际会议：
IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)
还把这个问题上升到理论。科学是讲究实证的， 这算完成了一个科学研究的过程
2020/11/29
1
主讲教师
曹桂涛 副教授 研究方向：
图像处理、医学图像分析、
办公地点：数学馆308 办公电话：32204750-202 E-mail:
模式识别
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
王国维先生是民国初期的一个大学者，国学 大师，而且他是一个美学家，他在《人间词 话》中有一篇短文，叫“三种境界”。
第一个境界，“昨夜西风凋碧树，独上高楼，望 尽天涯路，”这个境界描写迎着困难，勇于攀登。
第二个境界，“衣带渐宽终不悔，惟伊消得人憔 悴。”无论多大的代价，终不后悔，这是描写研 究探索的情景。
IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV)
ACM Multimedia Conference (MM) IEEE International Conference on Image
Processing (ICIP) …
科学研究的三个境界
(GVIP) ……
Hale Waihona Puke 国内外相关会议和杂志国内杂志：
Journal of Computer Science and Technology (JCST)(SCI)
计算机学报 软件学报 电子学报 …
国内外相关会议和杂志(续)
国际会议：
IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)
还把这个问题上升到理论。科学是讲究实证的， 这算完成了一个科学研究的过程
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数字图像
由连续的模拟图像采样和量化而得。组成数字图像 的基本单位是像素，所以数字图像是像素的集合。
像素为元素的矩阵，像素的值代表图像在该 位置的亮度，称为图像的灰度值。
数字图像像素具有整数坐标和整数灰度值。
1.1.2 数字图像的基本特点
图像是人类信息获取的重要手段 数字图像的分辨率逐步提高 数字图像可以充分利用现代化的数字通讯和
1.5 数字图像处理的主要应用
航天航空 生物医学工程 通讯领域 工业
军事公安 文化艺术 资源环境
低空飞行探测火星
CT图像中缺陷的快速定位方法
模拟CT断 层图像
实际CT图像
实验结果
实验结果
北京颐和园高分 辨率卫星影像，拍 摄时间为2003年9
月。
水体界线的确定
像素相关性大：压缩潜力大 评价受人的影响大
1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
表达：
建模，图像采样、数字化
图像和视觉基础
图像变换： 提高图像质量
图像基础
图像增强： 改善图像质量 图像几何处理： 平移、缩放、旋转、扭曲 图像复原： 去噪声、去模糊 图像重建： 重建原始图像
图像处理
1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
图像编码压缩
减少存储量和传输量
图像分割
图像区域分割和理解、目标表达和描述
1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
图像增强
1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
图像复原
1.3 相关学科和领域
1.3.1 数字信号处理学 1.3.2 计算机图形学 1.3.3 计算机视觉
1.3.1 数字信号处理学
过程： 由图像特征感知、 由原始图像处理出 识别和理解三维场景 分析结果
1.4 数字图象处理的发展历史
上世纪20年代，纽约－伦敦海底电缆传输数字化的新闻 图片。传递时间从一个多星期减少到3个小时。
1921年电报打印机采用特 殊字符在编码纸带打印。 输出设备从专用到通用再
到专用。
1929年从伦敦 到纽约15级色 调通过电缆传 递照片。从早 期5个灰度到
数字信号处理 研究对象： 一维数字信号
图像处理 二维数字信号
研究内容： 数字滤波器、数字 图像滤波器、图像
正交变换、数字编 正交变换、图像编
码等
码等
数字信号处理与图像处理是紧密相关学科。
1.3.2 计算机图形学
计算机图形学
图像处理
研究对象： 图形
图像
研究内容： 图形生成、透视、 消隐
图像处理、图像分 割、图像分析
色彩：黑白、彩色 图像处理:
是对图像信息进行加工处理，以满足人的视 觉心理和实际应用的需求
1.1.1 数字图像的基本概念
模拟图像
连续的，采用数字化（离散化）表示和数字技 术出现之前，图像是连续的，这一类图像称为 模拟图像或连续图像 连续的：指从时间上和从数值上是不间断的
1.1.1 数字图像的基本概念
信息传输技术 数字图像可以长期保存和永不失真
1.2 数字图像处理
1.2.1 数字图像处理的基本特点 1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
1.2.1 数字图像处理的基本特点
信息量大：512×512×8bit＝256KB 256KB×25帧/s＝6400KB=6.25MB
占用的频带较宽：电视图像的带宽5～ 6MHz，而语言带宽4KHz，频带越宽，技 术实现难度越大
在近红外图像上，水体呈黑色；
遥感图像
增强前后的 遥感图像
高分辨率遥感图像1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高分辨率遥感图像2
香 港 新 机 场 遥 感 图 像
航 片
遥感多光谱图例
处 理 前 后
谢 谢 各 位 聆 听
15灰度。
1.4 数字图象处理的发展历史
五十年代中期在太空计划的推动下 开始这项技术的研究。重要标志是 1964年美国喷气推进实验室（JPL） 正式使用数字计算机对“徘徊者7 号”太空船送回的四千多张月球照 片进行了处理。
美国航天器传送的第一张月 球照片，1964年7月31日在光 线影响月球表面17分钟摄取
[3]计算机图像处理与识别技术.王耀南编著.高等教育出版社 [4] 章毓晋．图像处理和分析．清华大学出版社，1999
第1章 绪论
1.1 数字图像 1.2 数字图像处理 1.3 相关学科和领域 1.4 数字图像处理的发展历史 1.5 数字图像处理的主要应用
1.1 数字图像
1.1.1 数字图像的基本概念 1.1.2 数字图像的基本特点
的图像。
1.4 数字图象处理的发展历史
60年代末，数字图象处理形成一 个比较完整的理论与技术体系， 从而构成了一门独立的技术
70年代，CT的发明，血球自动分 类仪的商业化
CT发明获得1979年诺贝尔医学奖。 X射线1901年物理学奖。
70年代以来迅猛发展。广泛应用 于太空探索，遥感应用，生物医 学工程，工业应用，军事应用等 方面。
过程： 由数学公式生成仿 真图形或图像
由原始图像处理出 分析结果
计算机图形学与图像处理是逆过程。
1.3.2 计算机图形学
图像处理
计算机 图形学
图像 描述
图像识别 图像理解
1.3.3 计算机视觉
计算机视觉 研究对象： 图像或图像序列
图像处理 图像
研究内容： 视觉感知、 图像理解
图像处理、图像分割、 图像分析
数字图像处理第一章
参考书
[1] Refael C.Gonzalez & Richard E.Woods．数字图像处理 （第二版）．阮秋琦，阮宇智，等译．北京：电子工业 出版，2003．
[2] K. R. Castleman．Digital Image Processing．清华大学 出版社，1998
1.1 数字图像
1.1.1 数字图像的基本概念 图：反射光或透射光的分布，或自身发出的能量
(客观) 像：人的视觉系统对图的接收在大脑中形成的印象
或认识 （主 观）
观察系统使用的光波段：可见光、红外、X射线、 微波超声 波、γ射线等
图像： 静止——文字、图片等 运动——飞行物、 心脏图
1.1.1 数字图像的基本概念
由连续的模拟图像采样和量化而得。组成数字图像 的基本单位是像素，所以数字图像是像素的集合。
像素为元素的矩阵，像素的值代表图像在该 位置的亮度，称为图像的灰度值。
数字图像像素具有整数坐标和整数灰度值。
1.1.2 数字图像的基本特点
图像是人类信息获取的重要手段 数字图像的分辨率逐步提高 数字图像可以充分利用现代化的数字通讯和
1.5 数字图像处理的主要应用
航天航空 生物医学工程 通讯领域 工业
军事公安 文化艺术 资源环境
低空飞行探测火星
CT图像中缺陷的快速定位方法
模拟CT断 层图像
实际CT图像
实验结果
实验结果
北京颐和园高分 辨率卫星影像，拍 摄时间为2003年9
月。
水体界线的确定
像素相关性大：压缩潜力大 评价受人的影响大
1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
表达：
建模，图像采样、数字化
图像和视觉基础
图像变换： 提高图像质量
图像基础
图像增强： 改善图像质量 图像几何处理： 平移、缩放、旋转、扭曲 图像复原： 去噪声、去模糊 图像重建： 重建原始图像
图像处理
1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
图像编码压缩
减少存储量和传输量
图像分割
图像区域分割和理解、目标表达和描述
1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
图像增强
1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
图像复原
1.3 相关学科和领域
1.3.1 数字信号处理学 1.3.2 计算机图形学 1.3.3 计算机视觉
1.3.1 数字信号处理学
过程： 由图像特征感知、 由原始图像处理出 识别和理解三维场景 分析结果
1.4 数字图象处理的发展历史
上世纪20年代，纽约－伦敦海底电缆传输数字化的新闻 图片。传递时间从一个多星期减少到3个小时。
1921年电报打印机采用特 殊字符在编码纸带打印。 输出设备从专用到通用再
到专用。
1929年从伦敦 到纽约15级色 调通过电缆传 递照片。从早 期5个灰度到
数字信号处理 研究对象： 一维数字信号
图像处理 二维数字信号
研究内容： 数字滤波器、数字 图像滤波器、图像
正交变换、数字编 正交变换、图像编
码等
码等
数字信号处理与图像处理是紧密相关学科。
1.3.2 计算机图形学
计算机图形学
图像处理
研究对象： 图形
图像
研究内容： 图形生成、透视、 消隐
图像处理、图像分 割、图像分析
色彩：黑白、彩色 图像处理:
是对图像信息进行加工处理，以满足人的视 觉心理和实际应用的需求
1.1.1 数字图像的基本概念
模拟图像
连续的，采用数字化（离散化）表示和数字技 术出现之前，图像是连续的，这一类图像称为 模拟图像或连续图像 连续的：指从时间上和从数值上是不间断的
1.1.1 数字图像的基本概念
信息传输技术 数字图像可以长期保存和永不失真
1.2 数字图像处理
1.2.1 数字图像处理的基本特点 1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
1.2.1 数字图像处理的基本特点
信息量大：512×512×8bit＝256KB 256KB×25帧/s＝6400KB=6.25MB
占用的频带较宽：电视图像的带宽5～ 6MHz，而语言带宽4KHz，频带越宽，技 术实现难度越大
在近红外图像上，水体呈黑色；
遥感图像
增强前后的 遥感图像
高分辨率遥感图像1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高分辨率遥感图像2
香 港 新 机 场 遥 感 图 像
航 片
遥感多光谱图例
处 理 前 后
谢 谢 各 位 聆 听
15灰度。
1.4 数字图象处理的发展历史
五十年代中期在太空计划的推动下 开始这项技术的研究。重要标志是 1964年美国喷气推进实验室（JPL） 正式使用数字计算机对“徘徊者7 号”太空船送回的四千多张月球照 片进行了处理。
美国航天器传送的第一张月 球照片，1964年7月31日在光 线影响月球表面17分钟摄取
[3]计算机图像处理与识别技术.王耀南编著.高等教育出版社 [4] 章毓晋．图像处理和分析．清华大学出版社，1999
第1章 绪论
1.1 数字图像 1.2 数字图像处理 1.3 相关学科和领域 1.4 数字图像处理的发展历史 1.5 数字图像处理的主要应用
1.1 数字图像
1.1.1 数字图像的基本概念 1.1.2 数字图像的基本特点
的图像。
1.4 数字图象处理的发展历史
60年代末，数字图象处理形成一 个比较完整的理论与技术体系， 从而构成了一门独立的技术
70年代，CT的发明，血球自动分 类仪的商业化
CT发明获得1979年诺贝尔医学奖。 X射线1901年物理学奖。
70年代以来迅猛发展。广泛应用 于太空探索，遥感应用，生物医 学工程，工业应用，军事应用等 方面。
过程： 由数学公式生成仿 真图形或图像
由原始图像处理出 分析结果
计算机图形学与图像处理是逆过程。
1.3.2 计算机图形学
图像处理
计算机 图形学
图像 描述
图像识别 图像理解
1.3.3 计算机视觉
计算机视觉 研究对象： 图像或图像序列
图像处理 图像
研究内容： 视觉感知、 图像理解
图像处理、图像分割、 图像分析
数字图像处理第一章
参考书
[1] Refael C.Gonzalez & Richard E.Woods．数字图像处理 （第二版）．阮秋琦，阮宇智，等译．北京：电子工业 出版，2003．
[2] K. R. Castleman．Digital Image Processing．清华大学 出版社，1998
1.1 数字图像
1.1.1 数字图像的基本概念 图：反射光或透射光的分布，或自身发出的能量
(客观) 像：人的视觉系统对图的接收在大脑中形成的印象
或认识 （主 观）
观察系统使用的光波段：可见光、红外、X射线、 微波超声 波、γ射线等
图像： 静止——文字、图片等 运动——飞行物、 心脏图
1.1.1 数字图像的基本概念