数字图像处理课件ppt课件
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9
• 1.2.3 数字图像处理的特点 • 1．具有数字信号处理技术共有的特点。如： • （1）处理精度高。 • （2）重现性能好。 • （3）灵活性高。 • 2．数字图像处理后的图像可能是供人观察和评价的，也
可能作为机器视觉的预处理结果。 • 3．数字图像处理技术适用面宽。原始模拟图像可以来自
多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的 波谱图像、超声波图像或红外图像。
1.3 基本的图像处理系统
• 图像处理系统包括
– 图像处理硬件和图像处理软件。
• 1.3.1 图像处理硬件 • 微机图像处理硬件系统主要
– 由图像输入设备、图像运算处理设备（微计算机）、 图像存储器、图像输出设备等组成。
• 软件系统包括
– 操作系统、控制软件及应用软件等。 13
图1.7 基本的数字图像处理系统
统。
• 3．图像处理开发工具
– （1）VC++面向对象可视化集成工具 – （2）MATLAB的图像处理工具箱 – （3）图像应用软件：Photoshop、CorelDRAW、
ACDSee
22
1.4 数字图像处理的应用与发展趋势
• 1.4.1 数字图像处理的应用 • 1．航天和航空技术方面的应用 • 2．生物医学工程方面的应用 • 3．通信工程方面的应用 • 4．工业自动化和机器人视觉方面的应用 • 5．军事和公安方面的应用 • 6．生活和娱乐方面的应用
– 像素（picture element，简称pixel）
• 一幅图像可以用二维矩阵表示。
4
图1.1 自然景物图像
(a)原图
(b)将原图放大4倍
• 图像的数字化包括两个主要步骤：离散和量化
5
• 1.1.2 图像处理的发展简史 • 数字图像处理首次成功地应用在1964年美国
宇航局喷气推进实验室（NASA JPL）对“徘 徊者7号”探测器发来的几千张月球照片的进 行几何校正、灰度变换、去除噪声等处理。 • 考虑了太阳位置和月球环境的影响。 • 用计算机绘制了月球表面的照片。
14
• 较完整的数字图像处理系统结构框图：
– 由输入设备、成像显示记录设备、数字图像处 理核心、交互控制单元等组成。
• 1 图像输入设备
– 完成将模拟光学图像转换成模拟电图像的过程。 – 数字化图像输入设备还进一步将模拟电图像进
行数字化以便于存储介质存储和计算机处理。
15
• 2. 图像存储器 – 为了适应图像的大数据量要求，输入图像、输 出图像以及中间结果图像必须用大容量存储介 质进行存储。
10
图1.5 胸部X光片图像
图1.6 红外热像仪检测的手
11
• 4．数字图像处理技术综合性强。 • 5．数字图像处理与模拟方式处理图像相比，也
有一些不足之处，如
– （1）数字图像处理的信息大多是二维或二维以上的 多维信息，数据量巨大
– （2）数字图像信号占用的频带较宽。 – （3）处理费时。
12
6
2005年1月14日，“惠更斯”探测器拍摄了“土卫六”的图 像。
• 图1.3 土卫六的地貌图
图1.4 陆地卫星5号
7
1.2 图像处理的目的、任务与特点
• 1.2.1 图像处理的目的
• 一般地，图像处理中需要完成以下一个或几个任务： • （1）提高图像的视觉质量以提供人眼主观满意或
较满意的效果。 • （2）提取图像中目标的某些特征，以便于计算机
24
• （4）在硬件技术方面，要在进一步提高精度的同 时着重解决处理速度问题。
• （5）图像处理技术在图像通信的研究和应用具有 广阔的市场前景。
• （6）智能图像信息处理新理论与新技术的研究。 • （7）图像处理领域的标准化的研究。
25
2
3.重点了解
① 图像处理的任务 ② 基本的图像处理系统 ③ 微机图像处理系统 ④ 数字图像的表示 ⑤ Matlab图像处理工具箱的初步使用。
3
1.1 数字图像处理及发展简史
• 1.1.1 数字图像与像素 • 图像是自然界景物的客观反映。 • 在数字图像领域，将图像看成是许多大小相同、
形状一致的像素组成。
分析或机器人识别。 • （3）为了存储和传输庞大的图像和视频信息，常
常对这类数据进行有效的压缩。 • （4）信息的可视化。 • （5）信息安全的需要。
8
• 1.2.2 图像处理的任务
• 图像处ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的主要任务：
– 图像获取与数字化 – 图像增强 – 图像恢复 – 图像重建 – 图像变换 – 图像编码与压缩 – 图像分割
23
• 1.4.2 数字图像处理的发展趋势
• （1）上世纪末到本世纪初在图像处理技术领 域出现了一些新热点
• （2）“传统的”图像分割和图像压缩编码等 领域仍有研究的价值。
• （3）加强对视觉特性、心理学特性等的进一 步研究，作为边缘学科，图像处理技术更应该 注意借鉴其他学科的理论、技术和方法，完善 图像处理的理论和技术体系。
20
• 1.3.2 图像处理软件
• 图1.11 图像处理软件系统的层次结构
21
• 1. 图像设备驱动程序
• 2. 操作系统：
– （1）IBM PC及兼容机一般使用Microsoft Windows操 作系统。
– （2）Apple Macintosh机一般使用Mac OS X操作系统。 – （3）图形工作站典型使用UNIX或X WINDOWS操作系
• 3. 主机 – 用于图像处理的计算机。
• 4．显示器及图像输出设备
16
图1.8 数字图像处理系统结构图 17
• 图像采集卡、显示卡、高速图像处理卡等。
– （1）图像采集卡 – （2）高速图像处理卡 – （3）显示卡
18
图1.9 基于DSP的高速图像处理卡结构图
19
图1.10 VGA显卡的原理框图
第１章 绪论
内容提要: ➢数字图像处理的发展简史 ➢图像处理的任务 ➢基本的图像处理系统 ➢图像各种形式的表示 ➢MATLAB图像处理工具箱简介。
1
教学建议:
1. 本章教学安排4学时 2. 学习本课程的先修知识包括：
① 线性代数：矩阵的表示与运算 ② 数字信号处理 ③ 微机原理 ④ 软件技术基础等。
• 1.2.3 数字图像处理的特点 • 1．具有数字信号处理技术共有的特点。如： • （1）处理精度高。 • （2）重现性能好。 • （3）灵活性高。 • 2．数字图像处理后的图像可能是供人观察和评价的，也
可能作为机器视觉的预处理结果。 • 3．数字图像处理技术适用面宽。原始模拟图像可以来自
多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的 波谱图像、超声波图像或红外图像。
1.3 基本的图像处理系统
• 图像处理系统包括
– 图像处理硬件和图像处理软件。
• 1.3.1 图像处理硬件 • 微机图像处理硬件系统主要
– 由图像输入设备、图像运算处理设备（微计算机）、 图像存储器、图像输出设备等组成。
• 软件系统包括
– 操作系统、控制软件及应用软件等。 13
图1.7 基本的数字图像处理系统
统。
• 3．图像处理开发工具
– （1）VC++面向对象可视化集成工具 – （2）MATLAB的图像处理工具箱 – （3）图像应用软件：Photoshop、CorelDRAW、
ACDSee
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1.4 数字图像处理的应用与发展趋势
• 1.4.1 数字图像处理的应用 • 1．航天和航空技术方面的应用 • 2．生物医学工程方面的应用 • 3．通信工程方面的应用 • 4．工业自动化和机器人视觉方面的应用 • 5．军事和公安方面的应用 • 6．生活和娱乐方面的应用
– 像素（picture element，简称pixel）
• 一幅图像可以用二维矩阵表示。
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图1.1 自然景物图像
(a)原图
(b)将原图放大4倍
• 图像的数字化包括两个主要步骤：离散和量化
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• 1.1.2 图像处理的发展简史 • 数字图像处理首次成功地应用在1964年美国
宇航局喷气推进实验室（NASA JPL）对“徘 徊者7号”探测器发来的几千张月球照片的进 行几何校正、灰度变换、去除噪声等处理。 • 考虑了太阳位置和月球环境的影响。 • 用计算机绘制了月球表面的照片。
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• 较完整的数字图像处理系统结构框图：
– 由输入设备、成像显示记录设备、数字图像处 理核心、交互控制单元等组成。
• 1 图像输入设备
– 完成将模拟光学图像转换成模拟电图像的过程。 – 数字化图像输入设备还进一步将模拟电图像进
行数字化以便于存储介质存储和计算机处理。
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• 2. 图像存储器 – 为了适应图像的大数据量要求，输入图像、输 出图像以及中间结果图像必须用大容量存储介 质进行存储。
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图1.5 胸部X光片图像
图1.6 红外热像仪检测的手
11
• 4．数字图像处理技术综合性强。 • 5．数字图像处理与模拟方式处理图像相比，也
有一些不足之处，如
– （1）数字图像处理的信息大多是二维或二维以上的 多维信息，数据量巨大
– （2）数字图像信号占用的频带较宽。 – （3）处理费时。
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2005年1月14日，“惠更斯”探测器拍摄了“土卫六”的图 像。
• 图1.3 土卫六的地貌图
图1.4 陆地卫星5号
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1.2 图像处理的目的、任务与特点
• 1.2.1 图像处理的目的
• 一般地，图像处理中需要完成以下一个或几个任务： • （1）提高图像的视觉质量以提供人眼主观满意或
较满意的效果。 • （2）提取图像中目标的某些特征，以便于计算机
24
• （4）在硬件技术方面，要在进一步提高精度的同 时着重解决处理速度问题。
• （5）图像处理技术在图像通信的研究和应用具有 广阔的市场前景。
• （6）智能图像信息处理新理论与新技术的研究。 • （7）图像处理领域的标准化的研究。
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3.重点了解
① 图像处理的任务 ② 基本的图像处理系统 ③ 微机图像处理系统 ④ 数字图像的表示 ⑤ Matlab图像处理工具箱的初步使用。
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1.1 数字图像处理及发展简史
• 1.1.1 数字图像与像素 • 图像是自然界景物的客观反映。 • 在数字图像领域，将图像看成是许多大小相同、
形状一致的像素组成。
分析或机器人识别。 • （3）为了存储和传输庞大的图像和视频信息，常
常对这类数据进行有效的压缩。 • （4）信息的可视化。 • （5）信息安全的需要。
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• 1.2.2 图像处理的任务
• 图像处ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的主要任务：
– 图像获取与数字化 – 图像增强 – 图像恢复 – 图像重建 – 图像变换 – 图像编码与压缩 – 图像分割
23
• 1.4.2 数字图像处理的发展趋势
• （1）上世纪末到本世纪初在图像处理技术领 域出现了一些新热点
• （2）“传统的”图像分割和图像压缩编码等 领域仍有研究的价值。
• （3）加强对视觉特性、心理学特性等的进一 步研究，作为边缘学科，图像处理技术更应该 注意借鉴其他学科的理论、技术和方法，完善 图像处理的理论和技术体系。
20
• 1.3.2 图像处理软件
• 图1.11 图像处理软件系统的层次结构
21
• 1. 图像设备驱动程序
• 2. 操作系统：
– （1）IBM PC及兼容机一般使用Microsoft Windows操 作系统。
– （2）Apple Macintosh机一般使用Mac OS X操作系统。 – （3）图形工作站典型使用UNIX或X WINDOWS操作系
• 3. 主机 – 用于图像处理的计算机。
• 4．显示器及图像输出设备
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图1.8 数字图像处理系统结构图 17
• 图像采集卡、显示卡、高速图像处理卡等。
– （1）图像采集卡 – （2）高速图像处理卡 – （3）显示卡
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图1.9 基于DSP的高速图像处理卡结构图
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图1.10 VGA显卡的原理框图
第１章 绪论
内容提要: ➢数字图像处理的发展简史 ➢图像处理的任务 ➢基本的图像处理系统 ➢图像各种形式的表示 ➢MATLAB图像处理工具箱简介。
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教学建议:
1. 本章教学安排4学时 2. 学习本课程的先修知识包括：
① 线性代数：矩阵的表示与运算 ② 数字信号处理 ③ 微机原理 ④ 软件技术基础等。