数字图像处理概述
数字图像处理的主要内容
数字图像处理的主要内容
数字图像处理是将原始数字图像经过一系列特定步骤处理达到所需要的修改或
者提取图像相关信息的一种技术。
它包括图像采样、数字图像处理技术、图像参数维度，以及图像状态分析与特征抽取的等多种技术，是计算机视觉技术的一个重要组成部分。
数字图像采样，是将复杂的现实世界的信息片段，利用计算机进行图像编码处理，编码后进行数据采样，将采样结果以图像数据形式表示或显示出来，它通常将摄取到的图像数据编排成一系列矩阵，空间分辨率越高，代表的信息量越大，所采样出的图像就越清晰，通常采用RGB三原色或者灰度级，将原始图像进行信息处理，使图像变换成采样图形序列。
数字图像处理技术，是指对已经采样的图像进行编码与处理，将所采样的图像
数据变换成另一种形式，进行增强、转换、滤波、压缩、边缘检测、分割、提取特征等等，在不同参数精度上都得到所期望的结果。
比如，在处理图像边缘时，利用Robert、Prewitt等运算来实现图像边缘的提取，将图像中非边缘部分消除，是广
泛应用的数字图像处理技术。
图像参数的维度是指它所收集的图像参数的测量方法，其中包括图像尺寸、像
素数、色彩模式、分辨率等。
它可以影响到图像的色彩细节和色调等的变化，也可以用来改变图像的视觉效果，因此，有必要根据图像的数字图像处理要求，首先了解图像参数的维度，以决定有效操作方法。
最后，图像状态分析和特征抽取，即分析图像特征，提取好特征和信息，以用
于一些应用场景或参考，常见的技术有空间和时间域的处理方法，将图像变换成一系列特征向量，以用于特征相似度的评估，以及图像的聚类和分类等，可以用于分析图像的状态和特征，以支撑和管理图像应用中的信息抽取。
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
数字图像处理基本知识
数字图像处理基本知识1、数字图像：数字图像，又称为数码图像或数位图像，是二维图像用有限数字数值像素的表示。
数字图像是由模拟图像数字化得到的、以像素为基本元素的、可以用数字计算机或数字电路存储和处理的图像。
2、数字图像处理包括内容：图像数字化；图像变换；图像增强；图像恢复；图像压缩编码；图像分割；图像分析与描述；图像的识别分类。
3、数字图像处理系统包括部分：输入（采集）；存储；输出（显示）；通信；图像处理与分析。
4、从“模拟图像”到“数字图像”要经过的步骤有：图像信息的获取；图像信息的存储；图像信息处理；图像信息的传输；图像信息的输出和显示。
5、数字图像1600x1200什么意思？灰度一般取值范围0~255，其含义是什么？数字图像1600x1200表示空间分辨率为1600x1200像素；灰度范围0~255指示图像的256阶灰阶，就是通过不同程度的灰色来来表示图像的明暗关系，8bit的灰度分辨率。
6、图像的数字化包括哪两个过程？它们对数字化图像质量有何影响？采样：采样是将空间上连续的图像变换成离散的点，采样频率越高，还原的图像越真实。
量化：量化是将采样出来的像素点转换成离散的数量值，一幅数字图像中不同灰度值得个数称为灰度等级，级数越大，图像越是清晰。
7、数字化图像的数据量与哪些因素有关？图像分辨率；采样率；采样值。
8、什么是灰度直方图？它有哪些应用？从灰度直方图中你可可以获得哪些信息？灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现的频率之间的它可以用于：判断图像量化是否恰当；确定图像二值化的阈值；计算图像中物体的面积；计算图像信息量。
从灰度直方图中你可可以获得：- 暗图像对应的直方图组成成分几种在灰度值较小的左边一侧- 明亮的图像的直方图则倾向于灰度值较大的右边一侧- 对比度较低的图像对应的直方图窄而集中于灰度级的中部- 对比度高的图像对应的直方图分布范围很宽而且分布均匀9、什么是点处理？你所学算法中哪些属于点处理？在局部处理中，输出值仅与像素灰度有关的处理称为点处理。
数字图像处理技术简介
数字图像处理技术简介数字图像处理技术是指利用数字计算机技术对数字图像进行各种操作和处理的过程，它将数字图像视为信号，对其进行各种分析和处理，以达到改善图像质量、提取有用信息、识别和恢复失真等目的。
目前，数字图像处理技术已广泛应用于医学、遥感、地质勘察、环境监测、安全监控等众多领域。
一、数字图像的表示方式数字图像是以点阵形式存储在计算机中的，每个点称为像素（Pixel），每个像素有一个灰度值或彩色值。
灰度图像每个像素仅有一个数值，代表图像的亮度；彩色图像每个像素有三个数值，代表图像的红、绿、蓝三个通道的值。
数字图像的表示方式主要有以下两种：1.二值图像：每个像素只有两种取值，分别为黑和白。
二值图像常用于文字、边缘提取等领域。
2.灰度图像/彩色图像：每个像素有多种取值，分别表示亮度或颜色的不同程度。
灰度图像和彩色图像常用于人脸识别、医学图像等领域。
二、数字图像处理的基本步骤数字图像处理主要包括以下四个基本步骤：1.图像获取：通过传感器、摄像机等设备采集图像。
2.预处理：对获取的图像进行预处理，包括图像去噪、增强、几何校正等。
3.图像分析与处理：对预处理后的图像进行各种分析和处理，包括图像分割、特征提取、模式识别等。
4.后处理：对处理后的图像进行后处理，可根据具体需求进行目标检测、修改、输出等处理。
三、常用的数字图像处理技术1.图像增强：图像增强是指改善图像质量，使其更符合人眼视觉要求的一系列操作。
包括直方图均衡化、各种滤波、彩色平衡等。
2.图像分割：图像分割是将图像分成多个互不重叠的区域，每个区域内的像素具有类似的特征。
常用的分割方法包括阈值分割、区域增长、边缘检测等。
3.特征提取：特征提取是指从图像中识别出各种特征，用于图像分类、目标检测等。
常用的特征提取方法包括形状特征、纹理特征、颜色特征等。
4.模式识别：模式识别是通过对已知图像的学习，准确地识别新图像所属的类别。
常用的模式识别方法包括神经网络、最近邻算法等。
数字图像处理技术
数字图像处理技术近年来，随着数字技术的发展，数字图像处理技术也在不断地发展壮大，并得到了广泛的应用。
下面结合数字图像处理技术的历史背景及其应用领域，探讨其发展历程及未来发展趋势。
一、数字图像处理技术概述数字图像处理技术是利用计算机对数字图像进行处理的技术。
它可以通过使用技术工具、算法和策略，快速、准确地处理摄像头捕捉到的图像。
它的功能优势在于可以将模糊的图像变成清晰的图像，并将模糊的图像转换为具有良好可视性的图像。
二、数字图像处理技术的历史背景1970年代，数字图像处理技术被科学家们发现和实现。
这项技术结合了计算机科学和图像处理技术，将数字图像转化为可以被处理、分析和可视化的数据。
由于其特殊的数字处理能力，数字图像处理技术开始被广泛应用于多个行业，如制造业、医疗卫生和军事等。
三、数字图像处理技术的应用领域1.疗卫生：数字图像处理技术可以用于诊断，例如CT和MRI模拟等，可以帮助医生判断病情的严重程度。
此外，它还可以用于治疗，例如用于显示核磁共振成像和数字减影成像。
2.造业：工业企业利用数字图像处理技术来检测工件内部缺陷，以及控制产品质量。
这样可以减少工件错误和损坏，有效提高产品质量。
3.事：军事领域也大量使用数字图像处理技术。
它可以用来监控敌方活动、监视战略要点和识别非常低的图像，以准确掌握战术状况。
此外，它还可以用于航空监视和航空攻击，使用导弹识别准确、真实的目标图像，以有效控制攻击力度。
四、数字图像处理技术的未来发展趋势1.泛应用：数字图像处理技术已经在多个行业中得到了广泛应用，未来会有更多行业开始使用这项技术。
2.细化处理：数字图像处理技术将会更加精细，可以更快、更准确地进行处理，以确保输出的图像是更加精确、逼真的。
3.能化：未来数字图像处理技术将更加智能化，使用人工智能来实现图像识别和分析，从而替代人类人工分析图像。
综上所述，数字图像处理技术在近年来蓬勃发展，并得到了多领域的广泛应用，将进一步拓展使用范围并被更多的行业所使用。
数字图像处理技术
数字图像处理技术数字图像处理技术是一种针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和普及，数字图像处理技术在图像处理领域中扮演着越来越重要的角色。
本文将详细介绍数字图像处理技术的概念、原理、应用及未来发展方向。
概念数字图像处理技术是指利用计算机对数字图像进行处理和分析的技术。
数字图像是通过像素表示的图像，而像素是图像最小的单元，每个像素都有其特定的数值表示颜色和亮度。
数字图像处理技术可以对图像进行各种操作，如增强图像的质量、提取图像特征、恢复图像信息等。
原理数字图像处理技术的原理主要包括图像获取、图像预处理、图像增强、图像分割、特征提取和图像识别等基本步骤。
1.图像获取：通过相机或扫描仪等设备获取数字图像，将图像转换为数字信号。
2.图像预处理：对原始图像进行去噪、几何校正、尺度变换等预处理操作，以提高后续处理的效果。
3.图像增强：通过直方图均衡化、滤波等方法增强图像的对比度、亮度等特征。
4.图像分割：将图像分割成若干个区域或对象，以便更好地分析和处理图像。
5.特征提取：提取图像中的特征信息，如颜色、纹理、形状等，为图像识别和分类提供依据。
6.图像识别：利用机器学习、深度学习等算法对图像进行分类、识别和分析。
应用数字图像处理技术在各个领域都有广泛的应用，如医疗影像分析、无人驾驶、安防监控、智能交通等。
以下列举一些典型的应用场景：•医疗影像分析：利用数字图像处理技术分析医学影像，辅助医生进行疾病诊断和治疗。
•安防监控：通过视频监控系统、人脸识别技术等实现对安全领域的监控和警报。
•智能交通：通过交通监控系统、车辆识别技术等提高交通管理效率和道路安全。
未来发展数字图像处理技术在人工智能、物联网等新兴技术的推动下不断发展和创新，未来的发展方向主要包括以下几个方面：1.深度学习在图像处理中的应用：深度学习技术在图像分类、目标检测等方面取得重大突破，将在数字图像处理领域得到更广泛的应用。
2.虚拟现实与增强现实：数字图像处理技术将与虚拟现实、增强现实技术结合，实现更加沉浸式的用户体验。
数字图像处理技术
数字图像处理技术数字图像处理技术是一种利用计算机对图像进行处理和分析的技术。
随着计算机技术和图像采集设备的不断发展，数字图像处理技术已经广泛应用于影像处理、医学图像分析、机器视觉、模式识别等领域。
本文将重点介绍数字图像处理技术的基本原理、常见的图像处理方法和应用领域。
一、数字图像处理技术的基本原理数字图像处理是在计算机中对图像进行数值计算和变换的过程。
图像是由像素组成的二维数组，每个像素包含了图像中某一点的亮度或颜色信息。
数字图像处理技术主要包括如下几个基本步骤：1. 图像采集：利用摄像机、扫描仪等设备将实际场景或纸质图像转换成数字图像。
2. 图像预处理：对采集到的图像进行预处理，包括图像增强、去噪、几何校正等操作，以提高图像质量。
3. 图像变换：通过一系列的数值计算和变换，改变图像的亮度、对比度、颜色等特征，以满足特定的需求。
4. 图像分析：对图像进行特征提取、目标检测、模式识别等操作，以获取图像中的各种信息。
5. 图像展示：将处理后的图像显示在计算机屏幕上或输出到打印机、投影仪等设备上，以便人们观看和分析。
二、常见的图像处理方法1. 图像增强：通过调整图像的亮度、对比度、颜色等参数，使图像更清晰、更鲜艳。
2. 图像滤波：利用滤波器对图像进行低通滤波、高通滤波、中值滤波等操作，以去除噪声、平滑图像或增强边缘。
3. 图像分割：将图像分成若干个区域，以便更好地分析和识别图像中的目标。
4. 特征提取：从图像中提取出与目标相关的特征，如纹理特征、形状特征、颜色特征等。
5. 目标检测：利用机器学习、模式识别等方法，从图像中检测和识别出目标，如人脸、车辆等。
三、数字图像处理技术的应用领域数字图像处理技术在很多领域都有广泛的应用，以下列举几个主要的应用领域：1. 影像处理：数字图像处理技术可以应用于电影特效、动画制作、数字摄影等领域，提高影像的质量和逼真度。
2. 医学图像分析：数字图像处理技术可以应用于医学影像的分析、诊断和治疗，如CT扫描、核磁共振等。
数字图像处理
数字图像处理概述数字图像处理是一项广泛应用于图像处理和计算机视觉领域的技术。
它涉及对数字图像进行获取、处理、分析和解释的过程。
数字图像处理可以帮助我们从图像中提取有用的信息，并对图像进行增强、复原、压缩和编码等操作。
本文将介绍数字图像处理的基本概念、常见的处理方法和应用领域。
数字图像处理的基本概念图像的表示图像是由像素组成的二维数组，每个像素表示图像上的一个点。
在数字图像处理中，我们通常使用灰度图像和彩色图像。
•灰度图像：每个像素仅包含一个灰度值，表示图像的亮度。
灰度图像通常表示黑白图像。
•彩色图像：每个像素包含多个颜色通道的值，通常是红、绿、蓝三个通道。
彩色图像可以表示图像中的颜色信息。
图像处理的基本步骤数字图像处理的基本步骤包括图像获取、前处理、主要处理和后处理。
1.图像获取：通过摄像机、扫描仪等设备获取图像，并将图像转换为数字形式。
2.前处理：对图像进行预处理，包括去噪、增强、平滑等操作，以提高图像质量。
3.主要处理：应用各种算法和方法对图像进行分析、处理和解释。
常见的处理包括滤波、边缘检测、图像变换等。
4.后处理：对处理后的图像进行后处理，包括去隐私、压缩、编码等操作。
常见的图像处理方法滤波滤波是数字图像处理中常用的方法之一，用于去除图像中的噪声或平滑图像。
常见的滤波方法包括均值滤波、中值滤波、高斯滤波等。
•均值滤波：用一个模板覆盖当前像素周围的像素，计算平均灰度值或颜色值作为当前像素的值。
•中值滤波：将模板中的像素按照灰度值或颜色值大小进行排序，取中值作为当前像素的值。
•高斯滤波：通过对当前像素周围像素的加权平均值来平滑图像，权重由高斯函数确定。
边缘检测边缘检测是用于寻找图像中物体边缘的方法。
常用的边缘检测算法包括Sobel 算子、Prewitt算子、Canny算子等。
•Sobel算子：通过对图像进行卷积运算，提取图像中的边缘信息。
•Prewitt算子：类似于Sobel算子，也是通过卷积运算提取边缘信息，但采用了不同的卷积核。
数字图像处理
定义：数字图像处理是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机进行处理的过程。
其优点是处理精度高，处理内容丰富，可进行复杂的非线性处理，有灵活的变通能力，一般来说只要改变软件就可以处理内容。
困难主要在处理速度上，特别是进行复杂的处理。
伪彩色处理是指将黑白图像转化为彩色图像，或者是将单色图像变换成给定彩色分布图像。
由于人眼对彩色的分辨能力远远高于对灰度的分辨能力，所以将灰度图像转化成彩色表示，就可以提高对图像细节的辨别力。
因此，伪色彩处理的主要目的是为了提高人眼对图像细节的分辨能力，以达到图像增强的目的。
数字图像处理中的伪色彩处理在多方面有着广泛的应用。
数字图像处理技术在车牌识别领域中发挥着重要作用。
内容：一综述图像处理技术基本可以分成两大类：模拟图像处理（Analog Image Processing）和数字图像处理（Digtal Image Processing）。
数字图像处理是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机进行处理的过程。
其优点是处理精度高，处理内容丰富，可进行复杂的非线性处理，有灵活的变通能力，一般来说只要改变软件就可以处理内容。
困难主要在处理速度上，特别是进行复杂的处理。
数字图像处理技术主要包括如下内容：几何处理（Geometrical Processing）、算术处理（Arithmetic Processing）、图像增强（Image Enhancement）、图像复原（Image Restoration）、图像重建（Image Reconstruction）、图像编码（Image Encoding）、图像识别(Image Recognition)、图像理解（Image Understanding）。
数字图像处理技术的发展涉及信息科学、计算机科学、数学、物理学以及生物学等学科，因此数理及相关的边缘学科对图像处理科学的发展有越来越大的影响。
近年来，数字图像处理技术日趋成熟，它广泛应用于空间探测、遥感、生物医学、人工智能以及工业检测等许多领域，并促使这些学科产生了新的发展。
数字图像处理名词解释
数字图像处理名词解释数字图像是由像素组成的二维矩阵，每个小块区域称为像素（pixel）。
数字图像处理是指利用数字计算机及其它数字技术，对图像进行某种运算和处理，从而达到某种预期目的的技术。
8-连通是指对于具有值V的像素p和q，如果q在集合N8(p)中，则称这两个像素是8-连通的。
灰度直方图反映了一幅图像中各灰度级像元出现的频率，是灰度级的函数，描述的是图像中该灰度级的像素个数。
直方图只反映该图像中不同灰度值出现的次数，而未反映某一灰度值像素所在位置。
直方图可用于判断图像量化是否恰当，给出了一个简单可见的指示，用来判断一幅图象是否合理的利用了全部被允许的灰度级范围。
数字图像通常有两种表示形式：位图和矢量图。
点位图由像素构成，包含不同色彩信息的像素的矩阵组合构成了千变万化的图像。
矢量图形指由代数方程定义的线条或曲线构成的图形，由许多矢量图形元素构成，这些图形元素称为“对象”。
两种图像的构成方式不同，其绘画方式也存在差别。
点位图是通过改变像素的色彩实现绘画和画面的修改，而矢量图操纵的是基本的图形（对象）。
在矢量图中，以Corel Draw为例，选择贝赛尔曲线工具，用鼠标在页面上定出一些节点，节点之间有线段，构成一个封闭图形。
用修改工具把这个图形调整圆滑。
傅里叶变换是一种将空间域中复杂的卷积运算转化为频率域中简单的乘积运算的方法，其应用主要有以下三方面：简化计算、处理空间域中难以处理或处理起来比较复杂的问题、以及实现特殊目的的应用需求。
通过傅里叶变换，可以将图像从空间域变换到频率域，利用频率域滤波或频域分析方法对其进行处理和分析，然后再将处理后的图像变换回空间域，从而实现图像的增强、特征提取、数据压缩、纹理分析、水印嵌入等效果。
对于M*N的图像f(x,y)，其基矩阵的大小为M*N，也即及图像由M*N块组成。
当（x，y）取遍所有可能的值（x=0，1，2….m-1;y=0,1…n-1）时，就可得到由（M*N）*（M*N）块组成的基图像，所以其基图像大小为M平方*N平方。
数字图像处理概述归纳总结
数字图像处理概述归纳总结数字图像处理是指将图像的像素信息进行数字化并对其进行处理的一门技术。
它广泛应用于计算机视觉、医学图像处理、工业检测等领域。
本文将对数字图像处理的基本概念、常见算法以及未来发展趋势进行归纳总结。
一、数字图像处理的基本概念数字图像由像素阵列组成，每个像素存储着图像的亮度信息。
在数字图像处理中，常用的表示方法是灰度图像和彩色图像。
灰度图像是指每个像素只包含一个亮度值，通常以8位表示，取值范围为0~255。
而彩色图像则包含了红、绿、蓝三个通道的亮度值，通常以24位表示，每个通道的取值范围也为0~255。
数字图像处理的主要任务包括图像增强、图像恢复、图像分割、图像压缩等。
二、数字图像处理的常见算法1. 图像增强算法图像增强旨在改善图像的视觉品质，常用的算法包括直方图均衡化、灰度拉伸、滤波等。
直方图均衡化可以通过调整图像的亮度分布来增强图像的对比度，从而使图像细节更加清晰可见。
2. 图像恢复算法图像恢复用于去除图像中的噪声，常见的算法有均值滤波、中值滤波、小波去噪等。
其中，中值滤波可以有效地去除椒盐噪声，而小波去噪能够在保持图像细节的同时消除高频噪声。
3. 图像分割算法图像分割旨在将图像划分为不同的区域，常用的算法有阈值分割、边缘检测、区域生长等。
阈值分割根据像素灰度值与设定阈值的大小关系将图像分为前景和背景，而边缘检测则可用于检测图像中的边界。
4. 图像压缩算法图像压缩是指通过减少图像的存储空间来实现数据压缩，常见的算法有无损压缩和有损压缩。
其中，无损压缩保证了图像的质量不受损失，而有损压缩通过舍弃图像中的冗余信息来实现更高的压缩比率。
三、数字图像处理的未来发展趋势1. 深度学习在图像处理中的应用随着深度学习的发展，其在数字图像处理中的应用越来越广泛。
通过深度学习算法，可以实现更精确的图像分类、目标检测等任务，从而提升图像处理的效果和准确性。
2. 多模态图像处理多模态图像处理是指处理多个不同模态的图像，比如红外图像、可见光图像等。
数字图像处理(DigitalImageProcessing)
图像变换
傅里叶变换
将图像从空间域转换到频率域，便于分析图 像的频率成分。
离散余弦变换
将图像从空间域转换到余弦函数构成的系数 空间，用于图像压缩。
小波变换
将图像分解成不同频率和方向的小波分量， 便于图像压缩和特征提取。
沃尔什-哈达玛变换
将图像转换为沃尔什函数或哈达玛函数构成 的系数空间，用于图像分析。
理的自动化和智能化水平。
生成对抗网络（GANs）的应用
02
GANs可用于生成新的图像，修复老照片，增强图像质量，以及
进行图像风格转换等。
语义分割和目标检测
03
利用深度学习技术对图像进行语义分割和目标检测，实现对图
像中特定区域的识别和提取。
高动态范围成像技术
高动态范围成像（HDRI）技术
01
通过合并不同曝光级别的图像，获得更宽的动态范围
动态特效
数字图像处理技术可以用于制作动态特效，如电影、广告中的火焰、 水流等效果。
虚拟现实与增强现实
数字图像处理技术可以用于虚拟现实和增强现实应用中，提供更真 实的视觉体验。
05
数字图像处理的未 来发展
人工智能与深度学习在数字图像处理中的应用
深度学习在图像识别和分类中的应用
01
利用深度学习算法，对图像进行自动识别和分类，提高图像处
医学影像重建
通过数字图像处理技术，可以将 CT、MRI等医学影像数据进行重建， 生成三维或更高维度的图像，便于 医生进行更深入的分析。
医学影像定量分析
数字图像处理技术可以对医学影像 进行定量分析，提取病变区域的大 小、形状、密度等信息，为医生提 供更精确的病情评估。
安全监控系统
视频监控
数字图像处理
1.所谓数字图像处理，就是指用数字计算机及其他相关的数字技术，对数字图像施加某种或某些运算和处理，从而达到某种预期的处理目的。
2.数字图像的基本单位是像素，每个像素的值代表图像在该位置的亮度，称为图像的灰度值。
3.图像复原，复原图像要尽可能得与原图保持一致，不失真。
4.几乎所有的彩色成像设备和彩色显示设备都采用RGB三基色。
5.BMP文件格式是Windows操作系统推荐和支持的图像文件格式，是一种将内存或显示器的图像数据不经过压缩而直接按位存储的文件格式，所以称为位图文件，扩展名是BMP。
6.离散余弦变换，图像的低频能量都集中在左上角区域，而向着右下角方向，频率越来越高。
7.直方图仅能统计灰度像素出现的概率，具有一维特征，反映不出该像素在图像中的二维坐标，即在直方图中，失去了图像具有的空间信息（二维特征）。
一幅图像对应一个直方图，但一个直方图并不一定只对应一幅图像。
8.中值滤波的原理，中值滤波实际上就是用一个含有奇数个像素的滑动窗口，将窗口正中点的灰度值用窗口内各点的中值代替。
9.四种低通滤波器的比较，理想低通滤波器，振铃程度：严重，图像模糊程度：严重，噪声平滑效果：最好；提醒低通滤波器，振铃程度：较轻，图像模糊程度：轻，噪声平滑效果：好；指数低通滤波器，振铃程度：无，图像模糊程度：较轻，噪声平滑效果：一般；巴特沃斯低通滤波器，振铃程度：无，图像模糊程度：很轻，噪声平滑程度：一般。
10.图像的锐化处理主要是用于增强图像中的轮廓边缘、细节以及灰度跳变部分，形成完整的物体边界，达到将物体从图像中分离出来或将表示同一物体表面的区域监测出来的目的。
11.图像分割就是指把图像分成各具特性的区域并提取出感兴趣目标的技术和过程。
12.区域生长的基本思想是将具有相似性质的像素集合起来构成区域。
具体是先对每个需要分割的区域找一个种子像素作为生长的起点，然后将种子像素周围邻域中与种子像素有相同或相似性质的像素（根据某种事先确定的生长或相似准则来判定）合并到种子像素所在的区域中。
数字图像处理技术简介
数字图像处理技术简介在现代科技的飞速发展中，数字图像处理技术扮演了至关重要的角色。
无论是在医疗、工业、艺术还是娱乐领域，数字图像处理技术都有着广泛而深远的应用。
本文将对数字图像处理技术进行简要介绍，包括其基本概念、常见应用以及发展趋势。
1. 数字图像处理技术的基本概念数字图像处理技术是一种能够通过计算机对图像进行处理、分析和改善的方法。
它涵盖了图像获取、图像增强、图像恢复、图像压缩、图像分析和图像识别等多个方面。
在数字图像处理技术中，最常用的图像表达方式是像素矩阵，每个像素包含图像中一个单元的亮度值。
2. 数字图像处理技术的常见应用2.1 医疗图像处理在医疗领域，数字图像处理技术使得医生能够更轻松地观察和分析医疗图像，如X射线、MRI和CT扫描等。
通过数字图像处理技术，医生可以提高诊断准确性，同时减少对患者的侵入性检查。
2.2 工业品质控制数字图像处理技术在工业品质控制中也有着广泛应用。
通过对产品的图像进行处理和分析，能够快速检测和识别产品中的缺陷，实现质量的自动化控制。
这项技术不仅节省了人力成本，还提高了产品的一致性和可靠性。
2.3 艺术和娱乐数字图像处理技术在艺术和娱乐领域中揭示出了无限的想象力。
从电影特效到游戏设计，数字图像处理技术为创作者提供了广阔的创作空间。
通过对图像的处理和渲染，创作者能够打造栩栩如生的虚拟世界，为观众带来沉浸式的体验。
3. 数字图像处理技术的发展趋势随着计算机技术的不断进步，数字图像处理技术也在不断发展和创新。
下面将从三个方面展望数字图像处理技术的未来发展趋势。
3.1 深度学习的应用深度学习是人工智能领域的一个重要分支，它通过多层次的神经网络模拟人脑的工作原理，实现对图像的自动学习和分析。
未来，深度学习将广泛应用于数字图像处理技术中，从而实现更高效、更精确的图像处理和识别。
3.2 虚拟现实的融合虚拟现实技术的融合将使数字图像处理技术更具沉浸感和交互性。
未来，人们将能够通过虚拟现实设备直接与数字图像进行互动，创造全新的沉浸式体验。
数字图像处理的概念
数字图像处理的概念数字图像处理是指利用计算机对数字图像进行各种操作和处理的技术。
数字图像处理广泛应用于医学影像、遥感图像、工业检测、安防监控、图像识别等领域。
本文将详细介绍数字图像处理的概念、原理、方法和应用。
一、概念数字图像处理是指对数字图像进行各种算法和技术处理的过程。
数字图像是由离散的像素点组成的，每个像素点都有自己的亮度值或颜色值。
数字图像处理通过对这些像素点进行操作，改变图像的亮度、对比度、颜色、清晰度等特征，从而达到图像增强、图像复原、图像分割、图像压缩等目的。
二、原理数字图像处理的原理基于图像的数字化表示和计算机的处理能力。
首先，将模拟图像通过采样和量化的方式转换为数字图像。
然后，利用计算机的算法和技术对数字图像进行处理。
常用的处理方法包括滤波、变换、编码、分割、识别等。
最后，将处理后的数字图像重新转换为模拟图像，以便显示和输出。
三、方法1. 图像增强图像增强是指通过调整图像的亮度、对比度、清晰度等特征，使图像更加清晰、鲜明和易于观察。
常用的图像增强方法有直方图均衡化、灰度拉伸、滤波、锐化等。
2. 图像复原图像复原是指通过消除图像受到的噪声和失真，恢复图像的原始信息。
常用的图像复原方法有空域滤波、频域滤波、最小二乘法、反卷积等。
3. 图像分割图像分割是将图像分成若干个区域，每个区域具有相似的特征。
常用的图像分割方法有阈值分割、边缘检测、区域生长等。
4. 图像压缩图像压缩是通过减少图像的数据量，以达到减小存储空间和传输带宽的目的。
常用的图像压缩方法有无损压缩和有损压缩。
5. 图像识别图像识别是指通过计算机对图像中的目标进行自动识别和分类。
常用的图像识别方法有模板匹配、特征提取、机器学习等。
四、应用数字图像处理在各个领域都有广泛的应用。
1. 医学影像数字图像处理在医学影像领域中起到了重要的作用。
它可以帮助医生对病人进行诊断和治疗，如CT扫描、MRI、X光等。
2. 遥感图像数字图像处理在遥感图像领域中用于地理信息系统、农业、林业、环境保护等方面。
数字图像处理课件ppt
几何变换是对图像进行形状、大小、位置等变换的过程。常见的几何变换包括 平移、旋转、缩放、扭曲等。这些变换可以通过矩阵运算来实现。
空间滤波
空间滤波是在图像上应用滤波器来改变图像的像素值。常见的空间滤波包括均 值滤波、中值滤波、高斯滤波等。这些滤波器可以用于去除噪声、增强边缘等 操作。
数字图像处理算法
01
计算机视觉
实现机器视觉，进行目标检测、识 别、跟踪等任务。
安全监控
利用数字图像处理技术实现安全监 控，提高监控的准确性和效率。
03
02
医学影像分析
对医学影像进行各种处理，以辅助 医生进行疾病诊断和治疗。
遥感影像处理
对遥感影像进行各种处理和分析， 以提取有用的地理信息。
04
数字图像处理基础
02
知识
特定目标分割
采用特定目标检测和跟踪技术，实现特定目 标的分割。
数字图像处理实践
04
使用Python进行图像处理的基本步骤和常用库
01
02
03
04
05
安装Python和相 导入图像 关库
图像预处理
图像分析
结果可视化
为了使用Python进行图像 处理，需要先安装Python 解释器和相关的图像处理 库，如OpenCV、Pillow等 。
人脸识别
人脸识别是在人脸检测的基础上，对检测到的人脸进行特征提取和比对，从而识别出不同的人脸。人脸识别算法 通常采用深度学习模型，如卷积神经网络（CNN）或循环神经网络（RNN）。
车牌识别系统
车牌定位
车牌定位是车牌识别系统的第一步，其 目的是在给定的图像中找到车牌的位置 和大小。车牌定位算法通常采用基于颜 色和形状的方法，结合图像处理技术进 行实现。
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光电结合处理：
用光学方法完成运算量巨大的处理（如频 谱变换等），而用计算机对光学处理结果 （如频谱）进行分析判断等处理。
该方法是前两种方法的有机结合，它集结 了二者的优点。
光电结合处理是今后图像处理的发展方向 ，也是一个值得关注的研究方向。
三、数字图像的表示方法
图像的数学表示：
一幅图像所包含的信息首先表现为光的强度 （intensity）,即一幅图像可看成是空间各个 坐标点上的光强度I 的集合，其普遍数学表达 式为：
I = f (x，y，z，λ，t) ， 式中 x,y,z 是空间坐标， λ是波长， t是时间
， I是光点(x,y,z) 的强度（幅度）。 上式表示一幅运动的 (t) 、彩色/多光谱的
(λ)、立体的(x,y,z) 图像。
静止图像，与时间t无关； 单色图像（也称灰度图像）波长λ为一常数 平面图像，则与坐标z无关。 在每一种情况下图像的表示可省略掉一维，即
字图像处理
Reference 主要参考文献
1. R.C. Gonzalez and R.E. Woods, “Digital Image Processing”, 3rd Ed., Prentice-Hall’2008
2. 数字图像处理 阮秋琦等译 电子工业出版社 3. Any other book with a similar title is fine
图片
采样列间隔
白
255
➢灰度级 灰度图像(128x128)及其对应的数值矩阵
（仅列出一部分(26x31)）
125,153,158,157,127, 70,103,120,129,144,144,150,150,147,150,160,165,160,164,165, 167,175,175,166,133, 60, 133,154,158,100,116,120, 97, 74, 54, 74,118,146,148,150,145,157,164,157,158,162,165,171,155,115, 88, 49, 155,163, 95,112,123,101,137,108, 81, 71, 63, 81,137,142,146,152,159,161,159,154,138, 81, 78, 84,114, 95, 167, 69, 85, 59, 65, 43, 85, 34, 69, 78,104,101,117,132,134,149,160,165,158,143,114, 99, 57, 45, 51, 57,
2. 图像分析：对图像中感兴趣的目标 进行提取和分割，获得目标的客观信 息（特点或性质），建立对图像的描 述；
以观察者为中心研究客观世界；
图像分析是一个从图像到数据的过 程。
3. 图像理解：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；
以客观世界为中心，借助知识、经 验来推理、认识客观世界，属于高 层操作（符号运算）。
模拟图像处理
也称光学图像处理，它是利用光学透镜或 光学照相方法对模拟图像进行的处理，其 实时性强、速度快、处理信息量大、分辨 率高，但是处理精度低，灵活度差，难有 判断功能
数字图像处理
即利用计算机对数字图像进行处理，它具 有精度高、处理内容丰富、方法易变、灵 活度高等优点。
但是它的处理速度受到计算机和数字器件 的限制，一般也是串行处理，因此处理速 度较慢。
因此，一般的图像处理算法主要针对平面 上的静止灰度图像进行论述。
图像的特点
1）空间有界: 人的视野有限，一幅图像的大小也有限。
2）幅度（强度）有限 即对于所有的x，y都有 0 ≤ f(x,y) ≤Bm 其中Bm为有限值。
数字图像处理的基本步骤
图像信息的获取： 采用图像扫描仪等将图像数字化。 图像信息的存储： 对获取的数字图像、处理过程中的
数字图像处理
Digital Image Processing Using Matlab
How to learn? 如何学习本课程
Lectures + Experiments of simulation
1. 掌握数字图像的基本概念 2. 必要的数学基础知识 3. 掌握数字图像处理的基本方法 4. 掌握Matlab环境及其相关工具箱进行数
图像信息以及处理结果存储在计算机等数字系统中。 图像信息的处理： 即数字图像处理，它是指用数字计
算机或数字系统对数字图像进行的各种处理 图像信息的传输： 要解决的主要问题是传输信道和数
据量的矛盾问题。一方面要改善传输信道，提高传输 速率，另外要对传输的图像信息进行压缩编码，以减 少描述图像信息的数据量。 图像信息的输出和显示：用可视的方法进行输出和显 示
图像压缩编码： 对待处理图像进行压缩编码以减 少描述图像的数据量。
图像分割： 根据选定的特征将图像划分成若干个 有意义的部分，这些选定的特征包括图像的边缘 、区域等。
图像分析与描述： 主要是对已经分割的或正在分 割的图像各部分的属性及各部分之间的关系进行 分析表述。
图像识别分类： 根据从图像中提取的各目标物的 特征，与目标物固有的特征进行匹配、识别，以 作出对各目标物类属的判别。
数字图像处理的内容和方法
图像数字化：将非数字形式的图像信号通过数字 化设备转换成数字图像，包括采样和量化。
图像变换： 对图像信息进行变换以便于在频域对 图像进行更有效的处理。
图像增强： 增强图像中的有用信息，削弱干扰和 噪声，提高图像的清晰度，突出图像中所感兴趣 的部分。
图像恢复（复原）： 对退化的图像进行处理，使 处理后的图像尽可能地接近原始（清晰）图像。
二、数字图像处理的概念
1. 什么是图像
“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在大脑中形成的印象或认 识，是人的感觉。
图像（image）是图和像的有机结合，既反映物体 的客观存在，又体现人的心理因素；是客观对象的一 种可视表示，它包含了被描述对象的有关信息。
图像是 “客观”与“主观”的结合。
可见，图像处理、图像分析和图像理解是处在三 个抽象程度和数据量各有特点的不同层次上。图 像处理是比较低层的操作， 它主要在图像像素级 上进行处理， 处理的数据量非常大。图像分析则 进入了中层，分割和特征提取把原来以像素描述 的图像转变成比较简洁的非图像形式的描述。图 像理解主要是高层操作， 基本上是对从描述抽象 出来的符号进行运算，其处理过程和方法与人类
f (1,1)
f
(1,N
1)
f
(N
1,0)
f (N 1,1)
f (N 1,N 1)
N N
x=0,1,••• ,N-1 y=0,1, ••• ,N-1
f(i,j)=0~255，
（灰度级为256，设灰度量化为8bit）
数字图像处理的三个层次
从计算机处理的角度可以由高到低将 数字图像分为三个层次。
(1)静止图像：I = f(x,y,z,λ) (2)灰度图像：I = f(x,y,z,t) (3)平面图像：I = f(x,y,λ,t) 而对于平面上的静止灰度图像，其数学表达 式可简化为：I = f(x,y)
运动图像可用（静止）图像序列表示； 彩色图像可分解成三基色图像 三维图像可由二维重建。
2.什么是数字图像处理
数字图像处理 就是利用计算 机系统对数字 图像进行各种 目的的处理
图像处理（image processing）就是对图像信 息进行加工处理和分析，以满足人的视觉心理 需要和实际应用或某种目的（如压缩编码或机 器识别）的要求。
图像处理分为以下3类：
模拟图像处理（analogue image processing） 数字图像处理（digital image processing） 光电结合处理（optoelectronic processing）
--每个像素包括两个属性：位置和灰度。
对于单色即灰度图像而言，每个象素的亮度用一个数值来 表示，通常数值范围在0到255之间，即可用一个字节来 表示，0表示黑、255表示白，而其它表示灰度级别。
物理图像及对应 的数字图像
灰度 196
采样行
物理图像 采样列 像素
43
数字图像 灰阶像素
黑
0
行间隔
灰
128
这三个层次覆盖了图像处理的所有应 用领域
图像工程的示意图
Байду номын сангаас
高
高层
抽
象 程
语 义
中层
度
低
低层
图像理解 图像分析 图像处理
符号
小
操数 目标 作 据
对量 象
像素
大
数字图像处理的三个层次
1. 图像处理： 对图像进行各种加工，以改善图像的视 觉效果； 强调图 像之间进行的变换； 图像处理是一个从图像到图像的过程。
图像的分类
根据图像空间坐标和幅度（ 亮度或色彩）的连续性可分 为模拟（连续）图像和数字 图像
1 模拟图像 模拟图像是空间坐标和幅度
都连续变化的图像
2 数字图像
数字图像是空间坐标和幅度均用离散的数 字（一般是整数）表示的图像。
数字图像 可用二维矩阵表示。 将物理图象行列划分后，每个小块区域称为像素（pixel）
空间上，图像抽样
对连续图像f（x，y）进行数字化
y
幅度上，灰度级量化
x方向，抽样M行
y方向，每行抽样N点
整个图像共抽样M×N个像素
点
一般取M=N=2n=64，128，
x
256，512，1024，2048
数字图像常用矩阵来表示：
f (0,0)
f (0,1) f (0,N 1)
f
(x,
y)
f (1,0)
Grading 成绩评定