Image Processing Chap01

CID和CIS图像传感器 和 图
CID（ Charged Inject Device ）电荷注入器 CID 的优点為抗辐射性良好， 大部份被用在太空及特 的优点為抗辐射性良好， 殊用途的的影像擷取。 殊用途的的影像擷取。 CIS （Contact Image Sensor ）接觸式影像感測器 接觸式影像感測器在掃描影像時， 接觸式影像感測器在掃描影像時， 文件與感測模組直 接接觸， 接接觸，感測模組的長度必須不小於被掃描文件或圖片 的寬度， 的寬度， 如此長的感測器必須用數個感光元件及透鏡 陣列拼湊而成， 因此不容易做到較高的解析度， 陣列拼湊而成， 因此不容易做到較高的解析度，所以 CIS 所掃描出來的影像解析度一般在 所掃描出來的影像解析度一般在600dpi 以下。 以下。
1.2图像工程简介
主要相关学科： 图形学：原指用图形、图表、绘图等形式表 达数据信息的科学，而计算机图形学 研究的就是如何利用计算机技术来产 生这些形式 图象模式识别：试图把图象分解成可用符号 较抽象地描述的类别 计算机视觉：主要强调用计算机实现人的视 觉功能，目前的研究内容主要与图象 理解相结合
二值图像三种可视表 达方式 灰度图像显示方式 图像透视图
1.2图像工程简介
为了对各种图像技术进行综合研究、集成 应用，有必要建立一个整体框架——图像 工程。 图像工程是一门系统地研究各种图像理论、 技术和应用的新的交叉学科。
1.2图像工程简介
研究方法与数学、物理学、生理学、心理学、电 子学、计算机 科学等学科相互借鉴。 研究范围与模式识别、计算机视觉、计算机图形 学等方向相互交叉 研究进展与人工智能、神经网络、遗传算法、模 糊逻辑等理论和技术密切相关。 发展应用与生物医学、遥感、通信、文档处理等 许多领域紧密结合。
本章重点、难点、要求 要求：熟悉图像处理的基本概念 重点：重点掌握图像工程的主要 内容，各种图像格式的主要特点 难点：二值图像的幅度调制，各 种图像格式的主要特点
1.1图像的基本概念
图像和数字图像 图像：一般将图像看作对物体或场景的一种表现 形式，用来表示某种东西的一种东西。 字典里对图像的定义：对物体的表达、表象、模 仿，一个生动的视觉描述，为表达其他事物而引 入的事物。 图像是用各种观测系统以不同形式和手段观测客 观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并 进而产生视知觉实体。 人眼就是一个观测系统
1.3图像处理系统
图像存储 图像存储器包括磁带、磁盘、闪速存储器、 光盘和磁光盘等。 用于图像存储的存储器可分为三类： 处理过程中使用的快速存储器 用于比较快地重新调用的在线或联机存储 器 不经常使用的数据库（档案库）存储器
1.3图像处理系统
图像文件格式 BMP GIF TIFF JPEG
1.3图像处理系统
系统构成框图
1.3图像处理系统
图像采集 采集设备是将客观场景转化为可用计算机 加工的图像的设备，也成为成像设备
1.3图像处理系统
图象采集装置 为采集数字图象，需要两种装置（器件）： (1) 对某个电磁能量谱波段（如X射线、紫 外线、可见光、红外线等）敏感的物 理器件，它能产生与所接受到的电磁 能量成正比的（模拟）电信号； (2) 数字化器，它能将上述（模拟）电信 号转化为数字（离散）的形式。
1.2图像工程简介
图像技术及其发展历史 20世纪60年代：第三代计算机，快速傅立 叶变换 20世纪70年代：第一本专著 20世纪80年代：处理3-D图像 20世纪90年代：逐渐进入生活各个方面 21世纪：在改变人的生活方式以及社会结 构等方面都起到饿重要的作用
1.2图像工程简介
图像工程的提出
f11 f12 f f 21 22 F= M M fM1 fM2
L f1N L f2N O M L fMN
F = [ f1
f2 Lຫໍສະໝຸດ Baiduf N ]
1.1图像的基本概念
图像的显示方式 对于2-D图像的显示基本思路是将2-D图像 看作在2-D空间位置上的一种幅度分布
1.1图像的基本概念
1.1图像的基本概念
图像包含了它所表达的物体的描述信息， 图像中含有大量的信息，是我们最主要的 信息来源。
1.1图像的基本概念
一般的图像表示函数 图像可表示成一种辐射能量的空间分布， 这种分布是5个变量的函数，T(x,y,z,t,n), 其中x,y,z是空间变量，t是时间变量，n是 频谱变量（波长）
1.1图像的基本概念
数字图像 计算机中表示图像的方法，f(x,y) 在现实生活中,f,x,y可以是任意实数。为 了能用计算机对图像进行加工，需要把连 续的图像在坐标空间XY和性质空间F都离散 化，这种离散化了的图像就是数字图像， 是客观事物的可视数字化表达。
1.1图像的基本概念
图像的表达 一幅2-D图像可以用一 个2-D数组f(x,y)来表 示，实际中还常将一 幅2-D图像写成一个2D的MXN矩阵（M和N分 别为图像的总行数和 总列数） 也可以写成矢量的形 式来表示
1.2图像工程简介
图像工程的三个层次： 从抽象程度看：从低到高分别为图像处理、 图像分析、图像理解 三者操作对象分别为像素、目标、符号
1.2图像工程简介
图像工程相关学科和领域
1.2图像工程简介
应用领域示例 (1) 视频通信：可视电话，电视会议，按需电视，远程教育； (2) 文字档案：文字识别，过期档案复原，邮件分捡，支票，签名 辫伪，办公自动化； (3) 生物医学：红白学球计数，染色体分析、X光、CT、MRI、 PET图象分析，医学手术模拟规划，远程医疗； (4) 遥感测绘：巡航导弹制导，无人驾驶飞机飞行，精确制导，矿 藏勘探，资源探测，气象预报，自然灾害监测； (5) 工业生产：工业检测，工业探伤，自动生产流水线监控，移动 机器人，无损探测，金相分析，印刷板质量检验， 精细印刷品缺陷检测； (6) 军事公安：雷达图象分析、巡航导弹路径规划 / 制导，罪犯脸 形合成、识别，指纹、印章的鉴定识别； (7) 交通管理：太空探测、航天飞行、公路交通管理。
1.3图像处理系统
CCD器件 CMOS器件 CID器件
ＣＭＯＳ图像传感器 ＣＭＯＳ图像传感器
ＣＭＯＳ图像传感器于８０年代发明以来，由于当时ＣＭ ＯＳ工艺制程的技术不高，以致于传感器在应用中的噪声 较大，商品化进程一直较慢。 在低档产品方面，其画质质量已接近低档ＣＣＤ的解析 度，相关业者希望用ＣＭＯＳ器件取代ＣＣＤ的努力正在 逐渐明朗。 ＣＭＯＳ图像传感器优点：价格低廉，单片式。 未来将有几年时间，以１３０万像素至２００万像素为界， 之上的应用领域中，将仍以ＣＣＤ主流，之下的产品中， 将开始以ＣＭＯＳ传感器为主流。 目前CMOS传感器水平为300万像素
1.3图像处理系统
图像显示打印 常见的显示设备包括可以随机存取的阴极 射线管（cathode ray tube,CRT），电视 显示器（TV Monitor）和液晶显示器（LCD） 各种打印机也可以看做图像显示设备。
1.3图像处理系统
半调输出 幅度调制 频率调制 调制模板 抖动输出技术