数字图像处理第一章绪论

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1.1 数字图像处理及其特点
1.1.1 图像的概念
1.概念：
一幅图像是一种代表另一个客体（或对象）的一种写真或模拟； 是一种生动的、图形化的描述。也就是说，图像是一种代表客观世 界中另一物体的、生动的图形表达，它包含了描述其所代表的物体 的信息。
2 图像分类
借助集合（即凡具有某种特定性质的对象的总合称之为集合） 的概念，图像可根据其生成方法或存在形式分成若干类。所有图像 的总体可以看作客观世界的一部分，或者叫做客观世界的一个子集， 而图像本身又可进一步划分为若干子集（若干类）。图像的各子集 中，最重要的一个子集是可见图像子集。
现性。
2）处理的多样性。由于图像处理是通过运行程序进行的，因此，设计不同的图 像处理程序，可以实现各种不同的处理目的。
主要学习内容
第1、2、3、4、5、6、9、10、11、12章。
成绩评定
1、平时成绩20分； 2、实验上机30分； 3、期末考试50分。
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第一章 绪论
1.1 数字图像处理及其特点 1.2 数字图像处理的目的和主要内容 1.3 图像工程与相关学科 1.4 数字图像处理系统 1.5 数字图像处理的应用 1.6 数字图像处理的发展动向
在日常生活中，图像处理已经得到广泛应用。例如，电脑人像艺术， 电视中的特殊效果，自动售货机钞票的识别，邮政编码的自动识别和 利用指纹、虹膜、面部等特征的身份识别等。在医学领域，很早以前 就采用X射线透视、显微镜照片等来诊断疾病。现在，计算机图像处 理已成为疾病诊断的重要手段，用一般摄影方法不能获取的身体内部 的状况，也能由特殊的图像处理装置获取， 最具有代表性的就是X射 线CT(Computed Tomograph， 计算机断层 摄像)。
在所有各类图像中，只有数字图像是可以用数字计算机直接处理的 图像。计算机图像处理技术主要研究数字图像的处理。
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3. 数字图像处理
1） 数字图像处理 数字计算机最擅长的莫过于处理各种数据，数字化后的图像可以 看成是存储在计算机中的有序数据，当然可以通过计算机对数字图像 进行处理。我们把利用计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分 割、提取特征等的理论、方法和技术称为数字图像处理(Digital Image Processing)。一般地，图像处理是用计算机和实时硬件实现的，因此 也称之为计算机图像处理(Computer Image Processing)。
数字图像处理
(Digital Image Processing）
重庆交通大学理学院
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主要参考书
1、R. C. Gonzalez, R. E. Woods。数字图像处理（第二版）。电子工业出版社，2006。 2、R. C. Gonzalez, R. E. Woods, S. L. Eddins。数字图像处理（Matlab版）。电子工业出 版社，2006。 3、章毓晋。图像处理与分析。清华大学出版社，2000。
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1.1.2 数字图像处理的特点
数字图像处理是利用计算机的计算， 实现与光学系统模拟处理相同效果的过程。
数字图像处理具有如下特点：
1）处理精度高，再现性好。利用计算机进行图像处理， 其实质是对图像数据进 行各种运算。由于计算机技术的飞速发展，计算精度和计算的正确性勿庸置疑； 另
外，对同一图像用相同的方法处理多次，也可得到完全相同的效果，具有良好的再
不可见的物理图像 Non-visible
physical image
光图像 Optical image
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可见图像：该子集包含了全部人眼可见（可接收到）的图像，其中不仅 包括了客观存在的光学图像，而且也包括了人类用各种不同的方法人工 生成的图像，即照片，图形与绘画。
不可见物理图像：各种可测到的（客观存在的）物理特征量的空间分布 所构成的一大类图像。这些物理特征量是多种多样的，它既包括各种波 长的电磁波强度的空间分布不同所构成的图像，也包括如温度分布、压 力分布、高度分布、人口密度分布等等所构成的图像。可见光学图像只 是电磁波场图像中的一个子集。其余各种物理图像（均是人眼不可见的） 构成了不可见物理图像子集。
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2） 数字图像处理的重要意义 数字图像处理的产生和迅速发展主要受如下三个方面的影响。 （1）计算机的发展。早期的计算机无论在计算速度或存储容量方面， 难于满足对庞大图像数据进行实时处理的要求。随着计算机硬件技术及数 字化技术的发展，计算机、内存及外围设备的价格急剧下降，而其性能却 有了大幅度的提高。过去只能用大型计算机完成的庞大处理，现在，在个 人计算机（PC机）上也能够轻而易举地实现。 （2）数学的发展， 特别是离散数学理论的创立和完善，为数字图像 处理奠定了理论基础。 （3）军事、医学和工业等方面应用需求的不断增长。自20世纪20年 代，图像处理首次应用于改善伦敦和纽约之间海底电缆发送的图片质量以 来，经过几十年的研究与发展，数字图像处理的理论和方法进一步完善， 应用范围更加广阔，已经成为一门新兴的学科，并在向更高级的方向发展。 如在景物理解和计算机视觉（机器视觉）方面，图像处理已由二维处理发 展到三维理解或解释。特别是在景物理解和机器视觉方面， 图像也已由二 维处理变成三维解释。近几年来， 随着计算机和各个相关领域研究的迅速 发展， 科学计算可视化、 多媒体技术等研究和应用的兴起， 数字图像处 理从一个专门领域的学科， 变成了一种新型的科学研究和人机界面的工具。
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types of images
图像 images
数学函数 Mathematical
function
连续函数
可见的图像 Visible image
图片pictures
continuous
照片photograph
物体 objects
离散函数 Discrete (digital image)
图drawing 画paintings
还应注意到，同一个空间点，可以具有多个物理特征；因此，同一 对象（或物体）可以有多幅图像。例如彩照（或彩色电视图像），就是 每一点均在红、绿、蓝三个波段上有不同强度分布的三幅图像的合成。
数学图像：图像的另一个子集是抽象的数学图像，即用数学函数代表的 图像，它包括了连续型与离散型（Baidu Nhomakorabea数字图像）两大类。