1.图像处理与视频处理基础知识

（5）图像处理
对图像经过一系列的操作以达到预期目的的技术称为图 像处理。可分为模拟图像处理和数字图像处理。
模拟图像处理：利用光学、照相和电子方法对模拟图像的处 理成为模拟图像处理。许多军用、宇航的处理仍利用模拟处 理。如光学傅立叶变换。 数字图像处理：利用计算机对数字图像进行系列操作，从而 获得某种预期的结果一种技术。是指将一幅图像变为另一幅 经过修改的图像，因此，是一个由图像到图像的过程。
End!
统计方法的基础是决策函数，利用它对模式向量进 行分类识别； 结构方法的核心是将物体分解成了基元，不同的物 体结构有不同的基元串，通过对未知物体利用给定的 模式基元得到字符串，再根据字符串判断它的属类。
（8） 图像理解
在图像分析的基础上，进一步研究图像中各目标 的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内 Hale Waihona Puke Baidu的理解以及对原来客观场景的解释。 它以图像为对象，知识为核心，研究图像中有什 么目标、目标之间的相互关系、图像是什么场景 以及如何应用场景的一门科学。
7. 9. IEEE Transaction on Consumer Electronics 8. IEEE Transaction on Circuits and System for Video Technology 9. IEEE Multimedia 10.IEEE Transaction on Pattern Analysis and Machine Intelligence 11.Pattern Recognition 12.Pattern Recognition Letters
• R. Duda, P. Hart, D. Stork, 李宏东译，模式分类 （第二版），机械工业出版社，2003. • Sergios Theodoridis著，李晶皎，朱志良译，模 式识别（第二版），电子工业出版社，2006 • David A Forsyth.Jean Ponce.林学闫.王宏 计算 机视觉-一种现代方法 ，电子工业出版社，2004 • Wesley E.Snyder， 林学闫译，机器视觉教程 ， 机械工业出版社 ，2005 • 孙君顶，图像低层特征提取与检索技术，电子工 业出版社，2009
课题组部分硕士论文
1.苏华华.基于几何信息和结构特征的图像修 复技术研究，苏州大学硕士学位论文 2.干楠.基于H.264的无线视频传输错误隐藏 技术研究，苏州大学硕士学位论文 3.周恩策.基于固定单视点的目标检测与跟 踪 技术研究，苏州大学硕士学位论文 4.李卫伟.基于融合的医学图像特征选择和分 割方法研究，苏州大学硕士学位论文
图像理解输入的是数据，输入的是知识。 它将中低层的数据处理分析（目标识别）与高层 的知识表达推理（场景描述与理解）有效结合， 实现数据分析形成的知识推理，知识反馈用以指 导数据获取与分析。 • 目标识别是为了对场景进行更好的解释，侧重对 局部区域的理解。 • 场景描述与理解为目标识别提供先验信息，侧重 对场景的整体分析。
5.涂远璐.基于特征分析的彩色图像广义隐写 6.分析研究，苏州大学硕士学位论文 7.赵德方.基于H.264的视频传输中的错误隐 藏技术研究，苏州大学硕士学位论文 8.杨军.Ad Hoc网络视频多描述编码与多径传 输技术研究，苏州大学硕士学位论文 9.曹杰.基于DWT和ICA的像素级多传感器图像 融合算法研究，苏州大学硕士学位论文
本领域重要的国际会议
1.ICCV 2.CVPR 3.ICIP 4.ICPR 5.ICASSP(International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing) 6.ICSIVP ( International Conference on Signal Image and Video Processing )
（9） 计算机视觉
计算机视觉是研究如何使计算机 “看” 的科学，即用计算机实现人的视觉功能。 研究目标是使计算机具有通过二维图像感 知三维环境信息的能力。因此，不仅需要能 感知三维环境中物体的几何信息（形状、位 置、姿态、运动等），而且能对他们进行描 述、存储、识别和理解。 与人类视觉不同：它借助于几何、物理和 学习技术来构造模型，从而用统计的方法来 处理数据。
可见光谱图像、多波段图像 运动图像、静止图像 模拟图像、数字图像 彩色图像、灰度图像
（2）物理图像与数学图像 物理图像：是物质或能量的实际分布。如 光学图像，温度、压力、高度及密度的分 布图。 数学图像：由连续函数和离散函数组成的 图像。
（3）图形与图像 图形：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，生成一幅图像的过程。 （4）数字图像 经过采样和量化后形成的以数字形式 描述的图像。
• 计算机视觉包含如下一些分支：画面重建， 事件监测，目标跟踪，目标识别，图像恢 复等。
（10）机器视觉
机器视觉是建立在计算机视觉理论基 础上，偏重于计算机视觉的工程化， 强调的是实际应用。 机器视觉与计算机视觉并没有很清晰 的界限，而是紧密联系在一起的，他 们有着相同的理论，只是在应用中根 据具体实际应用目标的不同而不同。
(2) 军事、公安领域的应用 军事侦察、定位、引导、指挥等；边境口岸监控； 指纹识别；人脸识别；导弹末制导；案件侦破。
(3)医学方面的应用 • 医学显微图像处理； • 血球计数与染色体分类等； • 癌细胞识别； • 心血管数字剪影及其它剪影技术； • 内脏大小、形状及异常检测； • 心脏活动的动态分析； • 生物进化的图像分析。
图像处理与视频处理基础
龚声蓉 shrgong@suda.edu.cn
概要
1.相关概念 2.数字图像处理与应用 3.图像分析与理解 4.计算机视觉与机器视觉 5.数字视频处理
• 第一部分：相关概念
1.基本概念
（1） 图像：对客观对象的一种相似的、生动的描 述或写真。或者说图像是客观对象的一种表示。 图像分类：
(a) 原始细胞图像
(b)增强后的细胞图像
(4)工业中的应用 • 零件、产品的无损检测，焊缝及内部缺陷 检测； • 流水线零件自动检测识别； • 邮件自动分拣、包裹分拣识别； • 印制版质量、缺陷的检出； • 生产过程的监控。
(5) 其它应用 • 图像的远距离通信； • 数字水印； • 虚拟现实； • 电视会议； • 现场视频监控； • 身份认证，如生物特征识别。
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计算机视觉的研究目的有两个： 一是用计算机部分实现人类视觉的功能； 二是理解人类视觉机理。 此二方面使计算机视觉的研究既带有基 础性，又有很强的应用特征和工程性质。
• 计算机视觉中需要解决两大任务： • 一是3D场景在2D图像中的表达。原始图像 作为一种2D表达，可以提供各种物体的轮 廓信息，但只利用轮廓等2D表达的场景和 物体不能保证得到唯一的解释，从而引起 错觉。 • 二是如何将2D图像转化为3D场景的描述。
2.主要应用
(1) 遥感 • 地质、矿藏勘探； • 地形、地图、国土普查； • 森林资源探查、分类、防火； • 水利资源探查，洪水泛滥监测、预报； • 农业方面，如谷物估产、病虫害调查； • 然灾害、环境污染的监测；
• • • •
气象、天气预报图的合成，云图分析； 天文、太空星体的探测及分析； 交通、空中管理、铁路选路 多光谱卫星图像分析。
• 视觉信息的3个阶段：低层视觉；中层视觉 和高层视觉。 • 低层视觉：主要任务在于图像传感与预处 理，即清楚地表示原始2D图像中的重要信 息，如角点、边界、线段等。 • 中层视觉：由输入图像和低层视觉输出初 始的简图得到2.5D简图。如表面法向方向、 大致深度及不连续的轮廓等。进一步可分 为运动、立体、阴影、轮廓和纹理处理等。 • 高层视觉：由输入图像、初始的简图及 2.5D简图获得物体的3D表示，即获得物体 的几何结构和空间位置关系。
几种常见生物特征识别技术
主要参考资料
• 龚声蓉，数字图像处理与分析，清华大学出版社，2006 • Yao Wang,Ya-Qin Zhang，视频处理与通信，电子工业出 版社，2003 • 黎洪松，数字视频处理，北京邮电大学出版社，2006 • 高隽，图像理解理论与方法，科学出版社，2009 • R.C.冈萨雷斯，阮秋琦译，数字图像处理（第二版），电 子工业出版社，2009 • 王永明，图像局部不变性特征与描述，国防工业出版社， 2010
树
建筑
图像理解
花 输入场景图
人
输出场景图
• 场景描述与理解已备受研究者关注，但仍有许多 亟待解决的问题： • 如何利用场景信息指导目标的选择注意； • 如何构建场景的先验信息来指导场景中的目标识 别； • 如何将目标识别的结果构建场景描述，形成可进 一步进行场景中目标识别与场景理解的先验信息 等。
g(x,y)=T[f(x,y)]
（6） 图像分析 主要是对图像中感兴趣的目标进行测量 和检测，从而建立对图像的描述。 是一个从图像到数值或符号的过程，即 将一幅图像转化为一种非图像的表示， 如一个测量的数据集等。
（7）图像识别
图像识别是模式识别的具体应用。 可以看作是一个标记过程，即利用识别算法来 辨别景物中已分割好的各个物体，给这些物体赋 予特定的标记。如字符识别、人脸识别等。 图像识别方法：主要分为统计方法和结构方法。
本领域重要的主要期刊
1.IEEE Transaction on Image Processing
2.Image and Vision Computing 3.Computer Vision and Image Understanding 4.The Journal of Imaging Science and Technology 5. IEEE Transaction on Multimedia 6.The Journal on Selected Areas in Communication