第十二章数字图像处理及应用
数字图像处理技术的应用
数字图像处理技术的应用随着计算机技术的不断发展，我们的生活中越来越多地出现数字图像。
随着这种图像的增多，数字图像处理技术也变得更加重要。
数字图像处理技术是一种将数字图像转换为更好的形式的技术。
它可以从图像中提取智能信息，以便在许多领域中使用和分析。
数字图像处理技术应用广泛，在医学、工业、科学研究、安全及视频监控、娱乐等领域中都起到了重要的作用。
在医学领域中，数字图像处理技术被应用于各种形式的医学图像。
例如，医生可以使用数字图像处理技术来处理X光图像、CT扫描图像和MRI图像。
这些技术允许医生更好地识别疾病和损伤，从而更准确地进行诊断和治疗。
此外，医生还可以使用数字图像处理技术进行手术规划和定位，以确保手术成功。
在工业方面，数字图像处理技术可以用于各种不同的应用。
例如，它可以用于检测制造过程中的缺陷和损伤，以便及时处理。
它也可以用于质量控制，以确保制造的产品达到标准。
在科学研究方面，数字图像处理技术可以帮助科学家对实验数据进行分析。
例如，科学家可以使用数字图像处理技术来分析显微镜图像，以了解细胞结构和变化。
此外，数字图像处理技术还可以用于研究气候变化和地球监测等领域。
在安全及视频监控方面，数字图像处理技术可以帮助人们更好地监控和保护他们的财产和安全。
例如，数字图像处理技术可以用于监测银行ATM机的使用，以确保安全和防止欺诈。
此外，在视频监控领域，数字图像处理技术可以用于检测不寻常的活动和行为，以便识别潜在的犯罪行为。
在娱乐方面，电影制作中数字图像处理技术已经变得越来越普遍。
数字图像处理技术可以用于创造特殊效果和增强电影的视觉吸引力。
此外，在电子游戏中，数字图像处理技术可以用于创造更逼真的游戏世界和角色。
总之，数字图像处理技术在各个领域中都扮演着重要角色。
它不仅可以提高工作效率和准确性，还可以帮助实现更安全和可靠的生活。
随着这种技术的不断发展，我们可以期待更广泛的应用和更高效的结果。
数字图像处理与应用技术基础PPT课件
像
分辨率表示了图像致密的程度，通常用每英寸的点数
dpi（dot per inch）来衡量。数字化图像中，分辨率的
媒
大小直接影响图像的品质，分辨率越高，图像越清晰，
体
所产生的文件也就越大，在工作中所需的内存和CPU处 理时间也就越高，所以在制作图像时，不同品质的图像
就需设定适当的分辨率，才能最经济有效地制作出作品。
数字化后的一幅黑白图像，可以用M×N个字节来表
示。对电子计算机来说，可以用数学公式f（Xi，Yj）
数
来表示。数组f（Xi，Yj）中i=1，2，3…m，j=1，2， 3，…n。式中f（Xi，Yj）值代表图像中（Xi，Yj）
字
点处象素的灰度值。 在现实生活中有多种多样的图像，根据各类图像灰
图
度层次的多少、光谱轴及时间轴上的组合方式的不 同，其数字化后的描述形式如表2-4所示。
线图像的坐标序列储存结构中，相邻两个 象素坐标（x1，y1）与（x2，y2）之间的 变化增量只能是（x1－x2=0或±1），（y1 －y2=0或±1），用该序列中前一坐标的增 量来表示时，则ΔX或ΔY分别可以用两位 二进制码表示，即每个增量仅用4位二进制 码描述。以图2-4为例，用坐标增量表示时， 可以用（3，6）（1，1）（1，0）（1，－ 1）（1，－1）（1，0）（1，0）（1，－1） （0，－1）（－1，－1）序列表示。若仍 设全图像为５１２×５１２象素点，则Ｎ 个象素序列增量所占存储空间由坐标序列 的２Ｎ×９位，降到４（Ｎ－１）＋２× ９位。 对图2-4中，Ｎ＝10的情况下，由 2×9×10 = 180位降到 4 ×（10－1）＋２ ×９＝54位；
图2-3B 按各波段依次存储
图2-3A按各波段的同一扫描行依次存储 A 按每个波段依次储存图像数据，每一种颜色为一个波段
《数字图像处理》课件
数字图像处理的优势及应用前 景
数字图像处理能够提取、增强和分析图像中的信息，具有广泛的应用前景， 包括医学、遥感、安防、影视等领域。
主要应用领域
医学影像
数字图像处理在医学影像诊断中起到了关 键的作用，能够帮助医生更准确地诊断和 治疗疾病。
安防
数字图像处理在视频监控和图像识别中广 泛应用，能够提高安防系统的准确性和效 率。
遥感
遥感图像处理在土地利用、环境保护、气 象预测等方面发挥着重要的作用，能够提 供大量的地理信息。
影视
数字图像处理在电影、动画和游戏等领域 中起到了关键的作用，能够创造出逼真的 视觉效果。
《数字图像处理》PPT课 件
数字图像处理是应用数字计算机来获取、处理和展示图像的技术。它在医学 影像、遥感、安防、影视等领域都有广泛的应用。
背景介绍
随着计算机技术的发展，数字图像处理成为了一门重要的技术和学科，它能 够对图像进行增强、压缩、分割等处理，为人们带来了许多便利。
数字图像处理的定义
数字图像处理是使用计算机算法对数字图像进行各种操作和处理的过程，包 括图像增强、滤波、分割、特征提取等技术。
常见的数字图像处理方法
图像分割
图像压缩
将图像分成多个独立的区域， 用于目标检测和图像分析。
减少图像占用的存储空间， 提高传输速度和存储效率。
图像特征提取
从图像中提取出有用的特征 信息，用于分类和识别。
数字图像处理的未来发展方向
1 人工智能的应用
通过结合人工智能技术，使数字图像处理更加智能化和自动化。
2 虚拟现实与增强现实的结合
将数字图像处理技术与虚拟现实和增强现实相结合，创造出更逼真的虚拟体验。
3 社会影响与挑战随着数字图处理技术的发展，也带来了一些社会影响和挑战，需要加以关注和解决。
数字图像处理及应用
……………………………………………………装………………订………………线…………………………………………………………………毕业设计(论文)任务书课题名称基于MATLAB的数字图像处理毕业设计(论文)的主要内容及要求：1. 掌握数字图像处理的基本概念，了解数字图像处理的特点及其应用，了结图像的文件格式。
2. 掌握MATLAB仿真软件的基本知识和编程方法。
3. 掌握主要的图像处理方法及其原理（如图像增强，二值图像处理等），并通过MATLAB设计图像处理的程序来实现图像处理。
4. 翻译5000字英文资料。
5. 撰写毕业论文，并进行毕业答辩。
指导教师签字：……………………………………………………装………………订………………线…………………………………………………………………摘要图像信息是人类获取信息的重要来源及利用信息的重要手段，图像处理科学技术是科学研究、社会生产及人类生活中不可缺少的强有力工具。
在信息社会中，数字图像处理科学在理论或实践上都存在着巨大的潜力。
数字图像处理是一种通过计算机采用一定的算法对图形图像进行处理的技术。
数字图像处理技术已经在各个领域上都有了比较广泛的应用。
图像处理的信息量很大，对处理速度的要求也比较高。
MATLAB强大的运算和图形展示功能，使图像处理变得更加的简单和直观。
本文介绍了MATLAB软件，基于MATLAB的数字图像处理环境和如何利用MATLAB 及其图像处理工具箱进行数字图像处理。
主要论述了利用MATLAB实现二值图像分析、图像增强、图像复原等图像处理。
关键词：MATLAB，数字图像处理，图像增强，二值图像，图像复原……………………………………………………装………………订………………线…………………………………………………………………AbstractThe image information is a very important source for people to get the information and the important means of information, image processing technology is a powerful tool for scientific research, social production and human life.In the information society, the digital image processing science exists great potential both in theory or practice.Digital image processing is a computer using a certain algorithm for graphics and image processing technology. Digital image processing technology has been in various areas have a relatively wide range of applications.Image processing large amount of information, the speed of processing requirements are relatively high. MATLAB powerful computing and graphics display function, which makes image processing become more simple and intuitive.This paper introduces the MATLAB software and the MATLAB-based digital image processing environment, describes how to use the MATLAB Image Processing Toolbox for its digital image processing.Mainly discusses the use of MATLAB for image enhancement, the two value image analysis, image restoration and other image processing technologies.Keywords:MATLAB, digital image processing, image enhancement,two value image ,image restoration……………………………………………………装………………订………………线…………………………………………………………………目录第1章绪论......................................... 错误！未定义书签。
HALCON数字图像处理(刘国华)第12章 HALCON混合编程
德国HALCON是一款具有交互式编程开发的图像处理软件，可导出VB C/C++，C#等代码，利用其自有的HDevelop编程工具，可以轻松地实 现代码从HALCON算子到C、C++、C#等程序语言的转化。利用 HDevelop进行图像分析，完成视觉处理程序的开发，程序可以分成不 同的子程序，每个子程序可以只做一件事，像初始化，计算，或是清 除。主程序用于调用其它子程序，传递图像信息或是接收显示结果。 最后，程序导出成我们要用的程序代码，接续下一步工作。
HALCON数字图像处理
案例：芯片检测系统
图12-31 头文件设置
HALCON数字图像处理
案例：芯片检测系统
4）工程设置，和console程序相同，如图12-32和图12-33。
图12-32 工程设置一
HALCON数字图像处理
案例：芯片检测系统
HALCON数字图像处理
图12-33 工程设置二
案例：芯片检测系统
案例：成捆棒材复核计数系统
介绍：成捆复核计数系统是采用机器视觉技术检测棒材端面，通 过图像处理获得棒材中心信息并进行识别计数，实现准确复检计 数的新型检测装置。棒材复核计数系统是由工控机、光源、工业 相机、镜头和HALCON与VB混合编程的成捆棒材复核计数软件组 成。现场采集的成捆棒材图像如图12-2所示。
HALCON数字图像处理
图12-11
案例：电路板缺陷检测系统
新建项目如图12-12所示，选择.NET Framework 4 运行平台，创建 Windows窗体应用程序，修改解决方案名称为“混合编程”，项目 名称为“单片机实例”，选择程序保存路径，创建Form1窗体如图 12-13所示。
数字图像处理的应用---ct 共59页
空间频率处理
• （1）RN对空间分辨力的 范围分级：
• （0-3）低频率等级，用于 增强大结构，软组织、肾 脏和其他内部器官的轮廓 。
• （4-5）中频等级，用于增 强普通结构，肺部和骨骼 轮廓线。
• （6-9）高频等级，用于增 强小结构，比如微细结构 、肾小区等。
空间频率处理
• （2）RE边缘增强系 数：
• 用来控制频率的增强 程度。在CR系统中， 其值0-16，RE=0，改 变RT、RN；RE>1,会 明显增加图像的噪声.
空间频率处理
• （3）RT频率类型,用于 调整增强系数,以控制每 一种组织密度,共设有F 、Z等12种类型：
• Q/R/S:软组织轮廓曲线. • U/T/P:高分辨率曲线. • V:高噪声显示曲线. • F:整个范围和谐一致的
轮廓增强. • X/W:特殊应用曲线.
空间频率处理
浮雕处理显示细节
X线数字图像
• 通常，UM（调节对比度）和SFP（调节锐利度）是结合使用 的，对图像协调处理后，在对低对比度区域进行强空间频域 处理，能提供较大的层次范围和实现边缘增强，利于显示低 密度区域的图像信息。
• K~L线：非线性高对比曲线，用于减影技术。 • M线：线性黑白反转。 • N线：为胃肠造影专门设定的曲线（密度区别大）。 • O线：主要用于优化骨骼的曲线，用于骨骼嚗光。 • P线：主要用于优化胸部肺视野区域产生的微小密度变化的
影响。
灰度变换曲线介绍
• （1）GT（gamma type）伽马曲线基本形态如图所示：
数字图像处理技术主要内容与运用-数字图像处理论文-计算机论文
数字图像处理技术主要内容与运用-数字图像处理论文-计算机论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——1 简述计算机以及信息技术的快速发展，让数字图像处理技术不断完善，并形成了全新的学科门类。
同时随着人们对计算机、智能技术等进行深入研究，数字图像处理技术更加具有实用性。
人们开始利用计算机进行图像信息处理，如对图像质量进行改善以及压缩图片等。
该技术能够对非线性图像信息进行处理，且可以根据需要调整参数，因此处理方式更加具有灵活性，精确度也较高。
2 数字图像处理技术涉及的主要内容通过计算机对数字信号转为的图像信号进行处理的过程，即为数字图像处理。
当前数字图像处理技术涉及的主要内容包括以下几个方面。
（1）图像增强与修复。
让图像信息中的重要内容更为凸显的过程即为图像增强，通过计算机可以去除图像中不必要的内容，并过滤次要像素信息。
常用的图像增强方式包括伪色彩法与直方图法等.通过一定的方式去除图像信息中的干扰或者改善图像的模糊度，进而恢复图像原貌的过程就是图像修复，这个过程常用到去除噪声的方法。
（2）几何处理与点运算。
要对图像的坐标进行变换可以使用几何处理，如对图像进行旋转、缩小以及移动等，也可以对多个图像信息的扭曲进行矫正，并实现信息匹配。
这是一种较为基础的图像加工方法，通过常规图像处理软件也可以实现。
对图像中所含像素点进行数学运算的方式即为点运算.通过点运算能够获得像素直方图的分布信息，并可以达到改善图像分辨率的目的，以此保障图像的均衡性。
（3）图像重建与编码。
CT 的广泛应用拓展了数字图像处理的领域，并催生了数字图像重建技术。
主要是通过CT 等采集相关图像信息，然后利用计算机等对图像进行处理并重建。
常用的重建方法为迭代法和反投影法。
根据图像信息自身体现的视觉特性以及统计特性，实现对图像信息的有序编码，进而达成压缩图像的目的，以减少图像的存储空间。
（4）模式识别与形态学处理。
对图像的模式进行有效识别，这是数字图像处理中出现的全新技术。
数字图像处理的应用
数字图像处理技术的应用研究图像处理也就是按照人们视觉、心理或实际应用的需要，对图像信息进行加工修改的过程，在不同的时期、不同的领域往往会采用不同的图像处理技巧。
数字图像处理技术是伴随着计算机信息功能的日益强大以及人们对高精度图像的需求而产生的，随着社会的发展，尤其是计算机信息技术的进步，数字图像处理技术被广泛应用于各个领域，其重要性变得日益突出。
一、数字图像处理技术的概念内涵当前，我国通常采用的图像处理技术主要有两种，即光学处理法和数字（电子）处理法。
前者产生的时间较早，从最开始的光学滤波技术到现在的激光全息技术，无论是理论研究，还是应用技巧，光学图像处理法已日臻完善。
但其图像处理精度低、稳定性差以及操作不便的特点极大地限制了其应用领域拓展，在这种情况下，数字图像处理技术便应运而生。
数字图像处理，也即是Digital Image Processing，产生于20世纪50年代，是指人们采用计算机及其它数字硬件设备，对图像信息转换而来的电信号根据数学运算的方式，进行增强、提取、复原、分割以及去除噪音等处理的方法和技术，以此提高图像的实用性，因此，该技术的产生与发展建立在计算机运用、离算数学理论的产生与完善以及社会诸多领域的需求之上的。
其最大特点是不仅图像处理精度高，而且可以通过改进硬件系统配置和优化软件系统功能的方式来提高图像处理效果，一切以计算机运行为基础，操作极为方便。
最初，由于数字图像处理技术的数据需求量大，处理速度慢，极大地限制了其应用领域，但随着计算机技术的快速发展，尤其是运算速度的提升，这一瓶颈早已被突破。
二、数字图像处理技术的功能内容分析（一）增强图像的视觉效果。
在某些特殊领域，图像在传输与转换的过程中容易造成信息的丢失，从而形成失真现象，比如航天拍摄的图片在传回地球的过程中，由于光学系统、大气流、空气介质等原因造成图像模糊；在图像扫描、采样、量化的过程中，所形成的噪音污染等等。
我们可以采用数字图像处理技术，一方面突出重要信息而衰减次要信息；另一方面根据失真原因，补偿丢失的信息因素，从而使改善后的图像效果尽可能的接近原始图像。
数字图像处理的应用
(3)加强边缘学科的研究工作,促进图像处理技术的发展。 (4)加强理论研究,逐步形成图像处理科学自身的理论体 系。 (5)图像处理领域的标准化。
图像处理技术的未来发展动向大致可归纳为如下4点: (1)图像处理的发展将围绕实时图像处理的理论及技术 研究,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。 (2)图像、图形相结合,朝着三维成像或多维成像的方向 发展。 (3)硬件芯片研究。 (4)新理论与新算法研究。
志、画册中的插图,海报、广告画,X射线胶片,电影胶片和缩 微胶片,均为模拟图像。在模拟图像中,图像信息是以连续形 式存储和表现的。图1-1、图1-2、图1-3 分别为传统照相机 拍摄的照片、书籍中的插图和胸部X射线胶片,均属模拟图像。
图1-1 传统照相机拍摄的照片
图1-2 书籍中的插图
图1-3 胸部 X射线胶片
(3)对 图 像 数 据 进 行 变 换、编 码 和 压 缩,以 便 图 像 的 存 储 和 传 输。
图1-7 提取图像边界的处理
1.2.2 数字图像处理的主要内容 无论出于何种目的,进行图像处理时均需要用计算机图
像处理系统对图像数据进行输入、加工和输出,因此数字图 像处理研究的内容主要有以下几个方面。
1.数字图像(DigitalImage) 计算机只能处理数字信号,因此,用计算机能够处理的图 像也只能是数字图像。先看一个例子。图1-4(a)是一幅包含 简单图形的模拟图像。
图1-4 模拟图像数字化
数字图像常用矩阵来描述。一幅 M ×N 个像素的数字 图像,其像素灰度值可以用 M行、N 列的矩阵G 表示:
2.数字图像处理(DigitalImageProcessing) 数字化后的图像是存储在计算机中的数据,用计算机对 这些数据进行各种处理,便可实现不同的图像处理任务。例 如,二维数组 T 中第i行、第j 列位置的数值,可与其上、下、 左、右位置的数值进行置换;对两个图像数组中对应位置的 数值进行加、减操作(见图1-5)。实际上,最基本的数字图像 处理其本质就是这些简单操作的组合。
《数字图像处理应用》PPT课件
常规概念和名词
（五）显示分辨率
显示分辨率是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如， 显示分辨率为640×480表示显示屏分成480行，每行显示 640个像素，整个显示屏就含有307200个显像点。屏幕能够 显示的像素越多，说明显示设备的分辨率越高，显示的图 像质量也就越高。在计算机上，显示分辨率可人为设定。
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计算机图像的文件格式
计算机图形应用的发展历史
（一）辅助设计阶段
80年代中期，计算机在图形方面的运用开始推广， 此时主要用于工程制图和数学线性图，
此时的处理特点，是以线和点为主的图形，而色 彩等参数常常被忽略，只需要满足客户在准确度方面的要 求就行。
操作者主要是一些工程计算机专业人员，在设计 过程中需要相当的计算机硬件方面的知识，需要编制程序， 熟悉图形学，熟悉数学，实现复杂，也不方便。
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计算机图像的色彩模式
四、色彩空间模型
LAB色彩模型，是由国际照明委员会（CIE）制定的，它与 设备无关，色调成分的某一值既可描述打印、又可描述显 示色调。Lab的颜色光谱囊括了RGB和CMYK的颜色光谱。 Lab模型由照明发光率（Luminance）和两个颜色轴通道组 成。L指发光率和亮度值；a表示从绿到红的颜色轴通道；b 表示从蓝到黄的颜色轴通道。 Lab模型能表达的色彩空间比RGB、CMYK模型所表达颜色范 围大。
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计算机图像的文件格式
常用图像文件格式及特点 psd格式：是Photoshop内部固有的文件格式，其采用无损 压缩，支持Photoshop可处理的任何内容，包括图层、蒙版、 样通道、路径、切片以及注解等。在作业尚未完成时应采 用该格式 。
数字图像处理的应用 (2)
数字图像处理的应用1. 介绍数字图像处理是一门研究如何对数字图像进行处理和分析的学科。
随着计算机技术的发展，数字图像处理已经成为多个领域的重要工具。
本文将介绍数字图像处理的主要应用领域，并讨论在这些领域中的具体应用。
2. 医学图像处理医学图像处理是数字图像处理的一个重要应用领域。
医学图像包括CT扫描、MRI和X射线等检查结果，这些图像对医生进行疾病诊断和治疗决策非常重要。
数字图像处理可以帮助医生更好地识别和分析这些图像，提高诊断的准确性和效率。
例如，可以利用数字图像处理技术对CT扫描结果进行图像分割和特征提取，以帮助医生定位病灶和评估病情。
3. 遥感图像处理遥感图像处理是数字图像处理在地球观测领域的应用。
遥感图像可以通过卫星和飞机等平台获取，对地表进行高分辨率的观测。
数字图像处理可以帮助科学家从这些大量的遥感图像中提取有价值的信息，例如地表覆盖类型、植被指数和土地利用变化等。
通过数字图像处理技术，可以实现遥感图像的分类、目标检测和变化检测等任务，对环境变化和资源管理等方面具有重要意义。
4. 计算机视觉计算机视觉是数字图像处理在计算机科学领域的一个重要分支。
它致力于让计算机能够理解和解释图像和视频。
数字图像处理技术在计算机视觉中发挥着关键作用，包括图像分类、目标检测、人脸识别和图像生成等任务。
例如，利用深度学习算法和数字图像处理技术，可以实现图像分类和目标检测等复杂任务。
计算机视觉在自动驾驶、智能监控和人机交互等领域有着广泛的应用。
5. 图像增强和修复图像增强和修复是数字图像处理的基本任务之一。
通过数字图像处理技术，可以对图像进行去噪、增强和修复，提升图像质量和可视性。
例如，可以利用滤波算法对图像进行去噪，提取出清晰的图像细节。
图像增强和修复在图像传输、摄影后期处理和文档扫描等方面具有重要应用价值。
6. 图像压缩图像压缩是数字图像处理的另一个重要应用领域。
由于图像数据量巨大，传输和存储成本较高，图像压缩技术可以有效减少图像数据的存储空间和传输带宽。
数字图像处理的基本内容与具体应用-数字图像处理论文-计算机论文
数字图像处理的基本内容与具体应用-数字图像处理论文-计算机论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——俗话说百闻不如一见,人类接受外部信息的主要途径就是眼部的感知，即图像，它对于我们生活、工作的重要性不言而喻。
下面由学术堂为大家整理出一篇题目为数字图像处理的基本内容与具体应用的数字图像处理论文，供大家参考。
原标题：数字图像处理的发展与应用趋势讨论摘要：俗话说百闻不如一见,人类接受外部信息的主要途径就是眼部的感知，即图像，它对于我们生活、工作的重要性不言而喻。
伴随着计算机软硬件技术的快速发展与进步，数字图像处理已经进入了我们生活与工作的多个领域，如科学研究，工农业生产，军事，公安，医疗卫生，教育等。
本文主要是从数字图像处理的基本内容、基本组成、具体应用以及当前的发展趋势进行分析与讨论，目的在于帮助更多人认识与了解数字图像处理技术。
关键词：数字图像处理；边缘检测；超分辨率；应用；发展趋势1.前言图像是物体或事物的一种表示、写真或临摹，人们通过视觉系统接受它，并在系统中进行初步的辨识之后形成最终的印象与了解。
人们是通过自身拥有的听觉、视觉、触觉、嗅觉、味觉等来获取外部的信息，约83%的信息是依靠视觉获取的。
为了能够及时、便捷的接受所需的图像，并在一定程度上保证图像的清晰度，避免图像失真、保存等出现问题，就需要利用现代化技术，对图像进行有效处理，因此数字图像处理技术应运而生，它是将图像物体运用数字表示并描述，是时间和空间的非连续函数，使计算机可以非常方便地对图像信号进行处理。
数字图像处理技术的一个主要特点是可以在不增加硬件成本的前提下，通过数字运算对图像信息进行加工与处理，消除各类噪声得到清晰的图像，最终实现图像的精准识别，满足各行各业的需求。
2.数字图像处理的基本内容数字图像处理通常包括以下几个基本内容：图像变换：由于图像信号数据量巨大，直接在空间域中处理将涉及大量的计算，因此常采用图像变换的方法将空间域处理转换为变换域处理，以获得更有效的处理结果，其中最常使用的数字图像处理算法是小波分析，它可以进行空间-尺度分析和多分辨率分析;图像压缩编码：由于图像的庞大数据量，例如：动态图像、高分辨率图像等，使得存储和传输需要占据大量资源（空间和带宽），不便于后续识别时的特征提取，影响效率，因此在保证不失真的前提下采用编码压缩是图像处理中常用且成熟的技术；图像增强与复原：其目的是将图像有效部分或选择感兴趣部分通过定量强化，用图像强化技术改善图像质量，获取清晰轮廓及所需细节；然后，当了解图像品质下降（或退化）的原因后，建立降质模型,产生一个等价于理想成像系统所获得的图像，利用复原技术恢复原来图像，其整个过程是从图像到图像；图像重建：与图像增强和复原不同，它是从数据到图像的处理过程，通常是将图像重建与计算机图形学结合将数据转换为有真实感的高品质图像；图像分割：是数字图像处理中的关键技术之一，顾名思义即把图像分成区域的过程就是图像分割，是将图像中具有重要信息与意义的部位分割出来，它的难度在于图像不能完全依靠计算机自动分割，需将人工信息与之结合，因此如何将各种方法充分融合是目前提高准确性和有效性的主要内容，这也是未来研究的重点；图像描述与分析：图像描述是图像识别和理解的必要前提，当前对图像的描述不仅仅是二维形状（采用二值），还包括对三维物体的描述；而图像处理的应用目标就是通过对图像的分析获取的真相，那么图像分析就是抓住目标特征将其从图像到数据的转换过程；图像分类与理解：图像的分类属于一种基础性的识别模式，主要是在对图像进行复原、压缩等处理后，再进行分割与特点提取，进而决定如何分类；而图像理解则是在图像分析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，得出对图像内容含义的理解及原来客观场景的解释，并给出指导性决策。
第十二章 数字图像处理及应用
导弹制导
指纹门锁
二、数字图像处理的应用
虹膜识别系统框图
二、数字图像处理的应用
生物识别技术的重要分支――自动指纹识别系统 下图是指纹图像预处理各阶段的结果：
指纹原始图像
滤波后图像
二值化图像
细化图像
二、数字图像处理的应用
6
机器视觉 机器视觉主要用于军事侦察、危险环境的自主机器 人，邮政、医院和家庭服务的智能机器人，装配线工件 识别、定位，太空机器人的自动操作等。
抽象的 定义
分离 定义
能量的 定义
图像是客观 景物（万事 万物）呈现 在人心目中 的影象。
“图”是物体投 射或反射光的 分布；“像” 是人的视觉系 统对“图” 在 大脑中形成的 印象或反映。
图像是客 观世界能 量或状态 以可视化 形式在二 维平面上 的投影
一、图像信息处理 基础知识
2. 数字图像（ Image ） 把连续空间的图像，在坐标空间和性质空间都进行离 散化，便于计算机进行加工处理，这种离散化的图像就是 数字图像。 相对于数字图像，其它的图像都认为是模拟图像。
数字图像是模拟图像在计算机中的表现形式，两者之 间可以转换。例如：
模拟 图像 扫描仪
数字 图像
数字 图像 打印机
模拟 图像
一、图像信息处理 基础知识
数字图像与模拟图像相比，有以下几个方面的特点： ①灵活性方面。对模拟图像处理，只能进行简单的放大、 缩小等，而数字图像的处理方式非常精确、灵活,可以进行变 形、改变亮度、色度、添加滤镜等效果。 ②传输性方面。模拟图像以实物为载体，传输相对困难， 而数字图像以数字信息为载体，传输相对较快。 ③再现性方面。模拟图像不易保存，时间长了会有所变化； 而数字图像不会因为保存、传输或复制而产生图像质量上的变 化。 ④观看性方面。数字图像必须借助播放设备才能观看。有 些模拟图像需要借助播放设备才能观看，如录像带、电影片等； 有些不需要借助播放设备就能直接观看，如课本上的图像、照 片等，能直接观看。
数字图像处理的应用
数字图像处理的应用数字图像处理是交叉学科。
是未来技术向智能化发展的最富有前景，也最富有挑战的领域。
其研究的领域博大精深，应用领域十分广泛，每个领域都可以让人安身立命一辈子。
一、（1）数字图像处理的典型应用：【图像压缩和传输（或者叫着图像通信也可以）】（如：静态图像JPEG压缩标准；动态MPEG标准，电信上类似的标准是H.264，娱乐上的MP4也属于这方面），主要研究内容是研发更有效的图像的编解码算法（现在已经有很多硬件实现的编解码芯片了，具体性能指标和适用的标准不同）；（2）生物识别为数字图像处理在【信息安全】领域的应用（包含指纹识别、虹膜识别、人脸识别等），当然交通系统使用的车牌识别也是类似的技术。
通用模式是：图像预处理（如去噪、增强等）＋不变特征提取＋与特征库中特征进行匹配＝> 识别；生物医学工程方面的应用数字图像处理在生物医学工程方面的应用十分广泛，而且很有成效。
除了CT技术之外，还有一类是对医用显微图像的处理分析，如红细胞、白细胞分类，染色体分析，癌细胞识别等。
此外，在X光肺部图像增晰、超声波图像处理、心电图分析、立体定向放射治疗等医学诊断方面都广泛地应用图像处理技术。
【医疗影像处理】：CT成像，核磁共振MRI，超声，X线成像。
主要研究内容：图像去噪，图像增强，图像识别，3维可视化等等（3）而真正集中了最先进软硬件数字图像处理的应用领域是：【军事】：首先图像数据类型上包含所有的成像频段能获取的影像（如无线电（雷达成像）、红外、可见光、紫外、X线。
你把电磁光谱拉开看就明白），用声音回波来成像也可以，如声纳。
千万不要片面地理解图像就是可见光成像，那是人眼的局限。
军事公安方面的应用在军事方面图像处理和识别主要用于导弹的精确末制导，各种侦察照片的判读，具有图像传输、存储和显示的军事自动化指挥系统，飞机、坦克和军舰模拟训练系统等；公安业务图片的判读分析，指纹识别，人脸鉴别，不完整图片的复原，以及交通监控、事故分析等。
数字图像处理算法的使用方法与实践案例
数字图像处理算法的使用方法与实践案例数字图像处理算法是指利用计算机算法对数字图像进行处理和分析的技术。
随着计算机技术的不断发展，数字图像处理算法已经成为了一个重要的研究领域，在图像处理、模式识别、计算机视觉等各个领域都有广泛的应用。
本文将介绍数字图像处理算法的使用方法，并通过实践案例来展示其在实际应用中的效果。
首先，我们将介绍数字图像处理算法的基本概念和分类。
数字图像处理算法主要包括图像增强、图像复原、图像分割、图像压缩等几个主要方向。
图像增强算法是对图像进行色彩、对比度、亮度、清晰度等方面的调整，以提升图像质量。
图像复原算法是通过去除噪声、恢复模糊等方式，使得图像恢复到原本的清晰度和细节。
图像分割算法是将图像分成若干个区域，以便后续的目标检测、图像识别等任务。
图像压缩算法是利用数学和信息理论的方法，将图像表示为更紧凑的形式，以减小存储和传输的成本。
接下来，我们将介绍几种常见的数字图像处理算法，并通过实践案例来展示它们的使用方法和效果。
第一种算法是直方图均衡化算法。
直方图均衡化是一种常用的图像增强算法，通过重新分配图像的像素值，使得图像的整体对比度增加，从而提升图像的质量。
例如，当我们需要增强一张过暗的照片时，可以通过直方图均衡化算法来调整图像的对比度，使得照片更明亮。
在实践中，我们可以使用Python中的OpenCV库来实现直方图均衡化算法。
第二种算法是高斯滤波算法。
高斯滤波是一种常用的图像平滑算法，通过对图像进行卷积操作，使得图像中的噪声得到抑制，同时保留图像的边缘信息。
例如，在人脸识别中，为了提高识别准确度，我们常常会对图像进行平滑操作，以减小噪声的影响。
在实践中，我们可以使用Python中的OpenCV库来实现高斯滤波算法。
第三种算法是基于边缘检测的图像分割算法。
边缘检测是一种常用的图像分割算法，通过检测图像中的边缘信息，将图像分离成不同的区域。
例如，在医学影像中，我们常常需要将影像中的组织或病灶分割出来，以便进行进一步的分析和诊断。
数字图像处理技术及应用
Ｉ致 字 Байду номын сангаас 术
姆
应用 研 究
数字图像处理技术及应用
阎兵早
（ 武夷学院， 福建武夷山 ３ ５ ４ ３ ０ ０ ）
摘 要： 本 文通过介绍数 字图像处理技术概述， 分析数 字图像处理技 术特点优 势， 对数字 图像 处理技 术的运 用进行分析， 目的是 为 了有 关 人 员基 于数 字 图像 处理技 术概述 、 数 字 图像 处理技 术与应 用研 究适 用提 供一 些参考 。
关键 词 ： 数 字 图像 ； 技 术； 应 用 中图分类号： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ４ １
文献标识 码： Ａ
文章编号： １ ０ ０ ７ － ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ９ — ０ ０ ６ ３ － ０ ２
１数字图像处理技术概述
１ ． １数 字 图像 处理技 术 数字 图像处理技术是上个世纪应运而生 的， 意思是将 图像信号 转换为数字信号 ， 并在计算机上进行处理 ， 目前在很 多领域 内使用 ， 如在航空航天， 工业生产， 军事公安， 医学， 文化艺术等范围内 应用 很广 ， 其是一项具有前景 的新技术 ， 推动我 国技术发展有重要意义 。 １ ． ２数 字 图像 处理技 术特 点
３数字图像处理的方法分析
３ ． １空 间域 的 处 理
将图像作为 图像像素整体， 处理像素 ， 这样在整体效果 良好 ， 预 期目 标实现 ， 这运用期间方 式也有很多 ， 常用 的有平滑算子运算等 。
３ ． ２变换域 处 理
２数字图像处理技术的内容
２ ． １几 何 处 理
第一 图像 正交 变 换处 理 ， 之后 结 合处理 结 构 ， 实 行转 换 ， 就 得 出变 换系 数有 关 阵列 ， 最 后多方 面 处理 ， 实 施转 变后 ， 达到 了
论述数字图像处理技术及应用
论述数字图像处理技术及应用摘要：计算机技术的快速发展，为人们的生活需要提供了便利条件，人们对于图像处理的需求在不断增强，这就使得数字图像处理技术在不同的行业间得到广泛的应用。
数字图像处理技术在不断的完善和优化，这是适应当今时代发展的趋势的，作为相关技术人员，要对数字图像处理技术进行深入的了解和掌握，并对其进行合理、完善的应用。
本篇文章将为大家介绍数字图像处理技术的研究内容及其在各个行业中的应用。
关键词：数字图像；处理技术；应用引言：图像在我们的生活中无处不在，人们的生活是不能没有图像的。
调查发现，人们通过视觉获得的图像信息量已经高达75%左右。
人们通过图像，可以获得大量的信息内容，有些图像能够清晰的反应实时。
人们获得图像的方式也是多种多样的，计算机技术的发展，对于数字图像的处理在不断深入，这就使得数字图像处理技术油然而生。
1、数字图像处理技术的具体内容1.1?图像数字化处理将传感器得到的图像内容进行数字化的转换，并使图像内容转换前后保持一致，就是图像的数字化处理，图像数字化处理可以分为取样和量化两个阶段。
取样就是对图像内的每个像素坐标进行数字化转换，量化就是将像素的幅值进行数字化转换。
对于图像取样的数量和量化的灰度级别直接关系到数字图像的清晰度。
图像提取技术可以划分为萌芽、初期、飞跃、分化4个不同的阶段。
理论基础是图像数字化技术的奠定基础，随着电影行业、电视行业的不断发展，图像提取技术得到了推进，出现了新的图像处理方法，包括四元组像素，使得前景和背景能够对于数字工具进行合理的应用，得到更好的数字图像效果。
1.2图像压缩的处理采用变换和组合的方式对将要处理的图像进行数据源的简化就是图像的压缩处理，能有将图像运用少量的代码进行表示。
图像压缩将数字间的关联性和人们的视觉心理进行合理的利用。
编码器和解码器是构成图像压缩系统的重要组成部分，当解码后的图像数据与预案图像数据相同，那么压缩系统就是无损压缩系统，反之，则是有损压缩系统。
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图像处理系统的构成示意图
一、图像信息处理 基础知识
① 图像采集模块 常见的图像采集的设备如数码摄像机、数码相机、扫描仪、
采集卡、摄像头、遥感仪、CT机等。
扫描仪
采集卡 摄像头
CT机
一、图像信息处理 基础知识
② 图像显示模块 常见的图像显示的设备有显示器（包括CRT和LCD）、打
VR的相关设备
二、数字图像处理的应用
故宫VR——《紫禁城•天子的宫殿》中的一景
二、数字图像处理的应用
电脑游戏中的建筑场景漫游
三、数字图像处理技术简介
图像处理涉及到的技术包括各种图像增强技术、图像恢复 和重建技术、图像分割技术等。
1 图像增强：
处理方法：空域方法和频域方法
图像增强 分类方法
处理策略：全局处理和局部处理
④ 受人的因素影响较大。影响因素有环境条件、视觉性能、 人的情绪爱好以及知识状况等。
一、图像信息处理 基础知识
4 数字图像处理的发展历程
1921
巴特兰图片传 输系统（5个 灰度级 ）
1922
基于光学还原 的技术
1929
用15级色调设 备通过电缆传 送
一、图像信息处理 基础知识
1950s’
电子计算机已 经发展到一定 水平，人们开 始利用计算机 来处理图形和 图像信息。
⑤ 图像处理和分模块 该模块一般可用算法的形式描述，而大多数的算法可用软
件实现，只有在为了提高速度和克服通用计算机限制的情况 下采用特制的硬件。
图像处理和分析涉及到的技术包括各种图像变换、图像增 强技术、图像恢复和重建技术、图像编码技术、图像分割技 术、目标表达和描述技术等。
一、图像信息处理 基础知识
可视电话
会议电视终端
卫星电视接收器
二、数字图像处理的应用
基于H.323标准的远程教学组网图
二、数字图像处理的应用
4 工业与交通应用
该领域的应用从70年代起取得了迅速的发展，主要有 产品质量检测、生产过程的自动控制、CAD／CAM等。
检查瓶装液体容量是否合格
智能交通控制
二、数字图像处理的应用
汽车牌照识别系统图
③再现性方面。模拟图像不易保存，时间长了会有所变化； 而数字图像不会因为保存、传输或复制而产生图像质量上的变 化。
④观看性方面。数字图像必须借助播放设备才能观看。有 些模拟图像需要借助播放设备才能观看，如录像带、电影片等； 有些不需要借助播放设备就能直接观看，如课本上的图像、照 片等，能直接观看。
一、图像信息处理 基础知识
印机、绘图仪、显卡、胶片记录仪等。
打印机
显卡
绘图仪
一、图像信息处理 基础知识
③ 图像存储模块 常见的图像存储的设备有磁盘、硬软盘、磁带、光盘等, 还有现在用于数码相机和手机的存储卡，包括CF卡、SD卡、 MMC卡、TF卡等。 图像数据量庞大，除了大容量磁盘外，MO(磁光存储器)、 CD、DVD等光学存储装置以及SAN、NAS等网络存储系统， 为存储海量图像数据提供了极好的支持。
② 直方图变换增强 直方图是对图像中每一个灰度值统计出现的次数或者频率后
绘制出的图。对直方图变换可以实现图像增强。
原始图像及其直方图
直方图均衡后图像及其直方图
三、数字图像处理技术简介
航拍的城市夜景 （红外成像）
直方图均衡后的效果
三、数字图像处理技术简介
2.空域滤波 空域滤波就是设计一些运算模板，将模板和图像中对应 的各像素点的灰度值做积分运算或微分运算，以达到图像 平滑或锐化的目的。 ① 图像平滑
三维快速血管造影成像
头部CT
二、数字图像处理的应用
以下是一个将图像处理应用于临床医学的例子 ――CT脑血管医学图像三维重建。
加入对比剂脑血管扫描图像 依次为第1层,第2层,第3层脑血管
脑血管边缘提取 依次为第1层,第2层,第3层脑血管
重建的脑血管三维图像
二、数字图像处理的应用
3 图像通信
常见的数字图像和数字视频设备如可视电话、会议电 视、卫星电视、数字电视、高清晰度电视、VCD、DVD等
图像的多种形式
电视电影
绘图
一、图像信息处理 基础知识
图像的各种定义：
韦氏定义
图像是物件 或事物的一 种表示、写 真或临摹， 是一个生动 的或图形化 的描述。
抽象的 定义
图像是客观 景物（万事 万物）呈现 在人心目中 的影象。
分离 定义
能量的 定义
“图”是物体投 射或反射光的 分布；“像” 是人的视觉系 统对“图” 在 大脑中形成的 印象或反映。
模拟
数字
图像
图像
扫描仪
数字 图像
打印机
模拟 图像
一、图像信息处理 基础知识
数字图像与模拟图像相比，有以下几个方面的特点： ①灵活性方面。对模拟图像处理，只能进行简单的放大、
缩小等，而数字图像的处理方式非常精确、灵活,可以进行变 形、改变亮度、色度、添加滤镜等效果。
②传输性方面。模拟图像以实物为载体，传输相对困难， 而数字图像以数字信息为载体，传输相对较快。
处理对象：灰度图像增强和彩色图像增强
三、数字图像处理技术简介
1. 空域增强 空域增强就是指直接对图像的像素灰度值做某些运算，从
而达到对某些像素的灰度值的改变，以改善图片视觉效果。 ① 直接灰度变换增强 对图像中的每个像素按某种运算直接进行灰度变换
Couple原图像
三段式增强效果 对数变换增强效果
三、数字图像处理技术简介
图像增强
主要研究如何突 出图像中所感兴 趣的部分。
图像变换
将图像转换为变 换域的处理。
图像描述和表达
是图像识别和理 解的必要前提。
图像处理 和分析模块 包含内容
图像恢复和重建
针对图像退化原因 建立模型，以滤波 恢复或重建图像。
图像编码
主要用于减少数据量 ，以便存储和传输。
图像分割
提取图像中有意义的特 征，例如边缘和区域。
理解（即计算 了前所未有的
机视觉）
机遇。
二、数字图像处理的应用
1 遥感和航空测量 遥感：主要用于资源、矿藏勘探、国土规划、高速公路选线 、灾害调查、农作物估产、气象预报以及军事目标监视等。
气象卫星云图
土地变化监测图
云南省大理州森 林火灾的遥感图
二、数字图像处理的应用
2 生物医学领域应用
主要应用如X射线层析摄影(CT)、核磁共振(MRI)、超 声成像、血管造影、细胞和染色体自动分类等。这些技术和 设备大大提高了治疗诊断水平，减轻了病人的痛苦。
图像处理广泛应用在科学研究、机 器人视觉、宇宙探测和国防科技等方面， 成为了信息处理的一个重要的学科分支。
一、图像信息处理 基础知识
第一幅月面图像就是我们对月球的直观感受和初步认识。
左边是嫦娥一号卫星传回的第一幅月面图像。 右边是第一幅月面图像的飞行效果图。
一、图像信息处理 基础知识
照片
视频图像
磁带
CF卡
NAS/ SAN网络存储设备
一、图像信息处理 基础知识
④ 图像通信模块： 图像通信可分为近程的和远程的。
近程图像通信是指在不同设备间交换图像数据，例如u盘与计 算机之间交换。
远程图像通信是指在长距离的图像系统间传输图像，主要是 网络上传输，网络带宽问题是需要考虑的主要问题。
一、图像信息处理 基础知识
1960s’
于60年代初， 数字图像处理 作为一门学科 形成。首次获 得实际成功应 用的是美国喷 气推进实验室 （JPL）。
1970s’
至今
自70年代中期， 计算机性价比
随着计算机技 的不断提高和
术和人工智能 通过万维网及
等研究的迅速 互联网的网络
发展，人们已 通信带宽的扩
开始研究图像 展，为之创造
式中，g(x,y)为退化图像，f(x,y)为求解的图像；H[·]是综 合所有退化因素的一个函数。n(x,y)为噪声函数。
图像复原就是已知g(x,y)，求f (x,y)的问题（近似过 程）。求解逼近过程，由于解不唯一，故方法很多，不同 误差准则，不同约束条件，得到的解会不同。
实际的复原过程是设计一个滤波器，使其能从降质图像 中计算得到真实图像的估计值。
《电子信息技术导论》
第十二章 图像信息处理 及应用
授课人 范文兵
第十二章 图像信息处理及应用
提纲 一、图像信息处理基础知识 二、数字图像处理的应用 三、数字图像处理技术简介
小结
一、图像信息处理 基础知识
1 图像和数字图像
1. 图像 图像是人们获取信息的主要来源。人类主要通过眼睛
观察外部世界，据统计，在人类获取的信息中，视觉信 息约占70%。
图像复原通俗地讲，就是图像退化的逆过程。典型的 图像复原方法是根据图像退化的先验知识建立一个退化 模型，以此模型为基础，采用滤波等手段进行处理，使 得复原后的图像符合一定的准则，达到改善图像质量的 目的。
三、数字图像处理技术简介
通用的图像退化模型为：
g(x, y) H[ f (x, y)] n(x, y)
三、数字图像处理技术简介
2. 逆滤波复原方法 若F(u,v)和G(u,v)分别表示复原图像和退化图像的傅里叶变 换；H(u,v)表示图像退化函数，它综合了所有造成图像退化的 因素，可采用实测或点冲激函数测量方法得到。 F(u,v)、G(u,v)和H(u,v)都用矩阵表示。 设H(u,v)已知，忽略噪声的情况下，复原图像F(u,v)为
一、图像信息处理 基础知识
3 数字图像处理的基本特点
① 信息量大。如果要处理30帧/秒的电视图像序列，则每 秒要求500kbit～22.5Mbit数据量。因此对计算机的计算速 度、存储容量等要求较高。