数字图像处理第一章
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▪ 像质改善：提高图像的视感质量， 以达到赏心
悦目的目的；
▪ 图像分析：提取图像中所包Fra Baidu bibliotek的某些特征或特殊
信息，便于计算机分析；
▪ 图像重建：对图像数据进行变换、编码和压缩，
便于图像的存储和传输。
1.1.2数字图像处理的特点 (Characteristics of Digital Images)
数字图像处理还有以下特点 ：
（ Digital Images and Digital Image Processing）
▪ 数字图像
图-是物体透射或反射光的分布，是客观存在的。
像-是人的视觉系统对图的接受在大脑中形成的印象或 反映，图像是图和像的有机结合，是客观世界能量或 状态以可视化形式在二维平面上的投影。
1.1.1 数字图像与数字图像处理
图1.12手机上网
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
桌面系统
桌面系统
桌面系统
以太网
多点会议服务器
桌面系统
桌面系统
图1.13基于H.323网络视频会议标准实现多点会议
1.4.1数字图像处理的应用
图1.22-1 军事目标跟踪
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图1.22-2 军事目标跟踪
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
主要目的：（1）减少数据存储量；（2）减少传 输带宽；（3）压缩信息量，便于特征提取。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像复原 (Restoration)
图像复原是指恢复图像本来面貌的一种技术。关 键是找到图像退化的原因并建立起合理的复原模型， 是一种基于模型和数据的图像恢复。
▪ 通信工程方面的应用
图1.10手机电视
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图1.11视频通话
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
第1章 概述(Introduction )
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research Areas in Digital Image Processing）
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像增强（Enhancement）
数 字 化
预 处 理
图 像 分 割
特 征 提 取
自 动 识 别
显示 打印 结果
人机交互处理
图1.2 图像处理系统的工作过程
1.2.2数字图像处理的优点
(Advantages of Digital Image Processing)
数字图像处理系统的主要优点是 ：
▪ 精度高 ▪ 再现性好 ▪ 通用性、灵活性强
▪ 图像分类 (classification )
图像分类是指将图像进行某些预处理之后，进一 步对图像进行特征提取、分类的图像处理方法。它是 模式识别的一个分支。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像重建 (Reconstruction )
第1章 概述(Introduction )
1.2 数字图像处理系统
(System of Digital Image Processing）
1.2.1数字图像处理系统的结构
（Structure of Digital Image Processing System）
图1.1 数字图像处理系统
图 像
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
多点会议服务器
大型会议室系统 （主会场）
大型会议室系统
大型会议室系统
图1.15 基于卫星网的视频会议
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
▪ 生物医学工程方面的应用
图 1.6 SARS 冠状病毒图像
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图 1.7 医学超声成像
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
数字图像处理
武汉理工大学 信息学院
第1章 概述(Introduction )
1.1 数字图像处理及特点 （(Characteristics and Processing of Digital Image) ）
1.2 数字图像处理系统
(System of Digital Image Processing）
图像增强是用于改善图像视感质量的一种方法。 主要目的是突出图像中人们所感兴趣的部分。 主要途径是突出重要特征的可观察性。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像压缩 (Compression)
图像压缩是指通过对图像信号进行高效编码，在 保证图像质量的前提下压缩数据，以便存储和传输的 的一种技术。
(Applications and Development of Digital Image Processing )
大型会议室系统 （主会场）
多点会议服务器
ISDN（2B+D）X3
ISDN
ISDN（2B+D）X3
小型会议室系统 （分会场）
小型会议室系统 （分会场）
桌面系统
图1.14基于H.320网络视频会议标准实现多点会议
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图 1.5 夜间灯光数据图像(提供人类居住区的情况)
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
▪ 处理信息量很大 ▪ 数字图像处理占用的频带较宽
（5.6MHz（图像） : 4kHz（声音））
▪ 数字图像中各个像素相关性大
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。
▪ 航天和航空技术方面的应用
图 1.3 图像的修复 （1990年发射的“哈勃”号太空望远镜拍摄超 远距离的物体，借助于图像处理技术进行修复。）
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图 1.4遥感图像监测 (森林火灾监护)
图 1.8 CT图像处理
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图 1.9 红外体温检测图像
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图像重建是指从数据到图像的处理。
第1章 概述(Introduction )
1.4数字图像处理的应用和发展
(Applications and Development of Digital Image Processing )
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
▪ 工业和工程方面的应用
图1.16 机器代替人进行操作
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
（a）网裂
(b) 龟裂
图1.17路面破损图像识别
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
（ Digital Images and Digital Image Processing）
▪ 数字图像
是物体的一个数字表示，是以数字格式存放 的图像，它是目前社会生活中最常见的一种信息 媒体，它传递着物理世界事物状态的信息，是人 类获取外界信息的主要途径。
1.1.1 数字图像与数字图像处理
（ Digital Images and Digital Image Processing）
▪ 数字图像处理
数字图像处理又称为计算机图像处理，它是 指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其 进行处理的过程，以提高图像的实用性，从而达 到人们所要求的预期结果。
1.1.1 数字图像与数字图像处理
（ Digital Images and Digital Image Processing）
处理的目的：
图1.20 人眼虹膜识别系统
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图1.21 生物特征识别
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
▪ 文化艺术方面的应用
图1.23 计算机广告图像合成
1.4.2数字图像处理领域的发展动向
(Future Direction in the Field of Digital Image Processing)
图像处理技术未来发展大致可归纳如下四点 ：
▪ 图像处理的发展将向着高速、高分辨率、立体化、
多媒体化、智能化和标准化方向发展。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像分割 (Segmentation )
图像分割是把图像按其灰度或集合特性分割成若 干区域的过程。它是进一步进行图像处理的基础。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像、图形相结合朝着三维成像或多维成像的方
向发展。
▪ 结合多媒体技术，硬件芯片越来越多，把图像处
理的众多功能固化在芯片上将会有更加广阔的应 用领域。
▪ 在图像处理领域近年来引入了一些新的理论并提
出了一些新的算法。
第1章 概述(Introduction )
思考题： 1、数字图像处理系统由哪几部分组成？ 2、数字图像处理的主要研究内容有哪些？ 3、列出你身边与数字图像处理相关的实例。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research Areas in Digital Image Processing）
1.4数字图像处理的应用和发展
(Applications and Development of Digital Image Processing )
1.1.1 数字图像与数字图像处理
图1.18 印刷电路板零件及焊点检测
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
▪ 军事公安方面的应用
13
图1.19 交通监控
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
悦目的目的；
▪ 图像分析：提取图像中所包Fra Baidu bibliotek的某些特征或特殊
信息，便于计算机分析；
▪ 图像重建：对图像数据进行变换、编码和压缩，
便于图像的存储和传输。
1.1.2数字图像处理的特点 (Characteristics of Digital Images)
数字图像处理还有以下特点 ：
（ Digital Images and Digital Image Processing）
▪ 数字图像
图-是物体透射或反射光的分布，是客观存在的。
像-是人的视觉系统对图的接受在大脑中形成的印象或 反映，图像是图和像的有机结合，是客观世界能量或 状态以可视化形式在二维平面上的投影。
1.1.1 数字图像与数字图像处理
图1.12手机上网
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
桌面系统
桌面系统
桌面系统
以太网
多点会议服务器
桌面系统
桌面系统
图1.13基于H.323网络视频会议标准实现多点会议
1.4.1数字图像处理的应用
图1.22-1 军事目标跟踪
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图1.22-2 军事目标跟踪
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
主要目的：（1）减少数据存储量；（2）减少传 输带宽；（3）压缩信息量，便于特征提取。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像复原 (Restoration)
图像复原是指恢复图像本来面貌的一种技术。关 键是找到图像退化的原因并建立起合理的复原模型， 是一种基于模型和数据的图像恢复。
▪ 通信工程方面的应用
图1.10手机电视
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图1.11视频通话
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
第1章 概述(Introduction )
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research Areas in Digital Image Processing）
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像增强（Enhancement）
数 字 化
预 处 理
图 像 分 割
特 征 提 取
自 动 识 别
显示 打印 结果
人机交互处理
图1.2 图像处理系统的工作过程
1.2.2数字图像处理的优点
(Advantages of Digital Image Processing)
数字图像处理系统的主要优点是 ：
▪ 精度高 ▪ 再现性好 ▪ 通用性、灵活性强
▪ 图像分类 (classification )
图像分类是指将图像进行某些预处理之后，进一 步对图像进行特征提取、分类的图像处理方法。它是 模式识别的一个分支。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像重建 (Reconstruction )
第1章 概述(Introduction )
1.2 数字图像处理系统
(System of Digital Image Processing）
1.2.1数字图像处理系统的结构
（Structure of Digital Image Processing System）
图1.1 数字图像处理系统
图 像
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
多点会议服务器
大型会议室系统 （主会场）
大型会议室系统
大型会议室系统
图1.15 基于卫星网的视频会议
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
▪ 生物医学工程方面的应用
图 1.6 SARS 冠状病毒图像
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图 1.7 医学超声成像
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
数字图像处理
武汉理工大学 信息学院
第1章 概述(Introduction )
1.1 数字图像处理及特点 （(Characteristics and Processing of Digital Image) ）
1.2 数字图像处理系统
(System of Digital Image Processing）
图像增强是用于改善图像视感质量的一种方法。 主要目的是突出图像中人们所感兴趣的部分。 主要途径是突出重要特征的可观察性。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像压缩 (Compression)
图像压缩是指通过对图像信号进行高效编码，在 保证图像质量的前提下压缩数据，以便存储和传输的 的一种技术。
(Applications and Development of Digital Image Processing )
大型会议室系统 （主会场）
多点会议服务器
ISDN（2B+D）X3
ISDN
ISDN（2B+D）X3
小型会议室系统 （分会场）
小型会议室系统 （分会场）
桌面系统
图1.14基于H.320网络视频会议标准实现多点会议
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图 1.5 夜间灯光数据图像(提供人类居住区的情况)
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
▪ 处理信息量很大 ▪ 数字图像处理占用的频带较宽
（5.6MHz（图像） : 4kHz（声音））
▪ 数字图像中各个像素相关性大
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。
▪ 航天和航空技术方面的应用
图 1.3 图像的修复 （1990年发射的“哈勃”号太空望远镜拍摄超 远距离的物体，借助于图像处理技术进行修复。）
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图 1.4遥感图像监测 (森林火灾监护)
图 1.8 CT图像处理
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图 1.9 红外体温检测图像
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图像重建是指从数据到图像的处理。
第1章 概述(Introduction )
1.4数字图像处理的应用和发展
(Applications and Development of Digital Image Processing )
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
▪ 工业和工程方面的应用
图1.16 机器代替人进行操作
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
（a）网裂
(b) 龟裂
图1.17路面破损图像识别
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
（ Digital Images and Digital Image Processing）
▪ 数字图像
是物体的一个数字表示，是以数字格式存放 的图像，它是目前社会生活中最常见的一种信息 媒体，它传递着物理世界事物状态的信息，是人 类获取外界信息的主要途径。
1.1.1 数字图像与数字图像处理
（ Digital Images and Digital Image Processing）
▪ 数字图像处理
数字图像处理又称为计算机图像处理，它是 指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其 进行处理的过程，以提高图像的实用性，从而达 到人们所要求的预期结果。
1.1.1 数字图像与数字图像处理
（ Digital Images and Digital Image Processing）
处理的目的：
图1.20 人眼虹膜识别系统
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
图1.21 生物特征识别
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
▪ 文化艺术方面的应用
图1.23 计算机广告图像合成
1.4.2数字图像处理领域的发展动向
(Future Direction in the Field of Digital Image Processing)
图像处理技术未来发展大致可归纳如下四点 ：
▪ 图像处理的发展将向着高速、高分辨率、立体化、
多媒体化、智能化和标准化方向发展。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像分割 (Segmentation )
图像分割是把图像按其灰度或集合特性分割成若 干区域的过程。它是进一步进行图像处理的基础。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research contents in Digital Image Processing）
▪ 图像、图形相结合朝着三维成像或多维成像的方
向发展。
▪ 结合多媒体技术，硬件芯片越来越多，把图像处
理的众多功能固化在芯片上将会有更加广阔的应 用领域。
▪ 在图像处理领域近年来引入了一些新的理论并提
出了一些新的算法。
第1章 概述(Introduction )
思考题： 1、数字图像处理系统由哪几部分组成？ 2、数字图像处理的主要研究内容有哪些？ 3、列出你身边与数字图像处理相关的实例。
1.3 数字图像处理的主要研究内容
（Research Areas in Digital Image Processing）
1.4数字图像处理的应用和发展
(Applications and Development of Digital Image Processing )
1.1.1 数字图像与数字图像处理
图1.18 印刷电路板零件及焊点检测
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )
▪ 军事公安方面的应用
13
图1.19 交通监控
1.4.1数字图像处理的应用
(Applications and Development of Digital Image Processing )