第2章数字图像识别技术
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装置，也就是我们通常所说的CT（Computer Tomograph）--- 1979年，这项无损伤诊断技术获得了诺 贝尔奖 . • 从70年代中期开始理论和应用研究:视觉计算理论
2.1.3数字图一像、处理图的像应信用息处理 基础知识
1 航天和航空技术方面的应用数字图像处理技术
第一幅月面图像就是我们对月球的直观感受和初步认识。
3 通信工程
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
可视电话
会议电பைடு நூலகம்终端
卫星电视接收器
2.1.3数字图二像、处理数的字应图用像处理的应用
基于H.323标准的远程教学组网图
2.1.3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。
图像传输、处理时间和减少所占用的存储器空间。
彩色图像增强举例
左图：原始图像，细节不清晰，偏色 右图：增强后的图像
图像复原举例
(a) 被正弦噪声污染的图像； (b)图(a)的频谱； (c)巴特沃斯带阻滤波器； (d)滤波效果。
图像复原
（4）图像分割 图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来，其有 意义的特征有图像中的边缘、区域等，这是进一步进行图 像识别、分析和理解的基础。
（1）图像变换 傅里叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术， 将空间域的处理变换为变换域处理。
将空间域的图像通过变换转换到频率域
（2）图像编码压缩 图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量，以便节省图 像传输、处理时间和减少所占用的存储器空间。
（3）图像增强和复原 图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量，以便节省
2.1.2数字图像处理发展概况
1.数字图像处理
（Digital Image Processing）含义:
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。
2.发展
• 最早出现于20世纪50年代:计算机来处理图形 • 学科大约形成于20世纪60年代初期。 • 首次获得实际成功应用是美国喷气推进实验室 • 1972年英国EMI公司用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影
检查瓶装液体容量是否合格
智能交通控制
2.1.3数字图像处理的应用
汽车牌照识别系统图
2.1.3数字图像处理的应用
摄像机 网络
视频主机 交通路口1
网络
摄像机 网络
视频主机 交通路口1
服务器 电视墙
数字矩阵主机 计算机 计算机
交通视频监控系统图
2.1.3数字图像处理的应用
5 军事公安
军事目标的侦察、制导和警戒系统、自动灭火器的 控制及反伪装等等都需要用到图像处理技术；
公安部门的现场照片、指纹、虹膜、面部、手迹、 印章等的处理和辨识也要借助图像处理。
导弹制导
指纹门锁
2.1.3数字图二像、处理数的字应图用像处理的应用
虹膜识别系统框图
2.1.3数字图二像、处理数的字应图用像处理的应用
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
• 图像的传播虽然比语言文字的传播要复杂 得多，但它能提供比较直观的模型，这不 是语言文字的描述所能达到的。
图像的产生:
如工程技术人员以直尺和圆规来绘制各种 图纸，美术家用画笔来复制客观世界，电 视用画面来反映实地场景。
识别：
• 直接由人工或识别系统识别: • 经过处理，改善质量或提取出图像的
某些数据特征后才能识别。
虚拟漫游技术是虚拟 现实（VR）技术的重要 分支，在建筑、旅游、游 戏、航空航天、医学等多 种行业发展很快。
VR的相关设备
2.1.3数字图像处理的应用
故宫VR——《紫禁城•天子的宫殿》中的一景
2.1.3数字图像处理的应用
电脑游戏中的建筑场景漫游
2.1.4数字图像处理主要研究的内容
• 图像变换 • 图像编码压缩 • 图像增强和复原 • 图像分割 • 图像描述 • 图像分类（识别）
三维快速血管造影成像
头部CT
2.1.3数字图像处理的应用 2 生物医学领域应用
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
2.1.3数字图像处理的应用
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
2.1.3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。
2.1.3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。
ASIMO踢球 ASIMO上楼梯
2.1.3数字图像处理的应用
7 虚拟现实
当人们通过虚拟现实 浏览、观赏时就如身临其 境一般，并且可以选择任 一角度，观看任一范围内 的场景或选择观看物体的 任一角度。
医学图像处理—锐化
影视图像处理 —由黑白图像转换的伪彩色图像
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。
2.1.3数字图像处理的应用
航天和航空技术方面的应用数字图像处理技术
“嫦娥一号”第一幅月面图像处理的过程如下：
CCD 立体相机
卫星传送
获得原始 位流数据
格式重整 得到二维
图像
图像拼接 几何校正 图像增强
2.1.3数字图二像、处理数的字应图用像处理的应用
第二章数字图像识别技术
2.1数字图像信息的基本知识
2.1.1图像 人类传递信息渠道： • 语言
• 图:“图”是物体透射或反射光的分布， “像”是人的视觉系统对图的接收在大脑 中形成的印象或认识。
特性:
• 客观存在的，像是人的感觉，图像则是二 者的结合，因此，是客观实体的原型.
• 包含了巨大的信息量
2.1.3数字图一像、处理图的像应信用息处理 基础知识
1 航天和航空技术方面的应用数字图像处理技术
第一幅月面图像就是我们对月球的直观感受和初步认识。
3 通信工程
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
可视电话
会议电பைடு நூலகம்终端
卫星电视接收器
2.1.3数字图二像、处理数的字应图用像处理的应用
基于H.323标准的远程教学组网图
2.1.3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。
图像传输、处理时间和减少所占用的存储器空间。
彩色图像增强举例
左图：原始图像，细节不清晰，偏色 右图：增强后的图像
图像复原举例
(a) 被正弦噪声污染的图像； (b)图(a)的频谱； (c)巴特沃斯带阻滤波器； (d)滤波效果。
图像复原
（4）图像分割 图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来，其有 意义的特征有图像中的边缘、区域等，这是进一步进行图 像识别、分析和理解的基础。
（1）图像变换 傅里叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术， 将空间域的处理变换为变换域处理。
将空间域的图像通过变换转换到频率域
（2）图像编码压缩 图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量，以便节省图 像传输、处理时间和减少所占用的存储器空间。
（3）图像增强和复原 图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量，以便节省
2.1.2数字图像处理发展概况
1.数字图像处理
（Digital Image Processing）含义:
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。
2.发展
• 最早出现于20世纪50年代:计算机来处理图形 • 学科大约形成于20世纪60年代初期。 • 首次获得实际成功应用是美国喷气推进实验室 • 1972年英国EMI公司用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影
检查瓶装液体容量是否合格
智能交通控制
2.1.3数字图像处理的应用
汽车牌照识别系统图
2.1.3数字图像处理的应用
摄像机 网络
视频主机 交通路口1
网络
摄像机 网络
视频主机 交通路口1
服务器 电视墙
数字矩阵主机 计算机 计算机
交通视频监控系统图
2.1.3数字图像处理的应用
5 军事公安
军事目标的侦察、制导和警戒系统、自动灭火器的 控制及反伪装等等都需要用到图像处理技术；
公安部门的现场照片、指纹、虹膜、面部、手迹、 印章等的处理和辨识也要借助图像处理。
导弹制导
指纹门锁
2.1.3数字图二像、处理数的字应图用像处理的应用
虹膜识别系统框图
2.1.3数字图二像、处理数的字应图用像处理的应用
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
• 图像的传播虽然比语言文字的传播要复杂 得多，但它能提供比较直观的模型，这不 是语言文字的描述所能达到的。
图像的产生:
如工程技术人员以直尺和圆规来绘制各种 图纸，美术家用画笔来复制客观世界，电 视用画面来反映实地场景。
识别：
• 直接由人工或识别系统识别: • 经过处理，改善质量或提取出图像的
某些数据特征后才能识别。
虚拟漫游技术是虚拟 现实（VR）技术的重要 分支，在建筑、旅游、游 戏、航空航天、医学等多 种行业发展很快。
VR的相关设备
2.1.3数字图像处理的应用
故宫VR——《紫禁城•天子的宫殿》中的一景
2.1.3数字图像处理的应用
电脑游戏中的建筑场景漫游
2.1.4数字图像处理主要研究的内容
• 图像变换 • 图像编码压缩 • 图像增强和复原 • 图像分割 • 图像描述 • 图像分类（识别）
三维快速血管造影成像
头部CT
2.1.3数字图像处理的应用 2 生物医学领域应用
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
2.1.3数字图像处理的应用
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
2.1.3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。
2.1.3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。
ASIMO踢球 ASIMO上楼梯
2.1.3数字图像处理的应用
7 虚拟现实
当人们通过虚拟现实 浏览、观赏时就如身临其 境一般，并且可以选择任 一角度，观看任一范围内 的场景或选择观看物体的 任一角度。
医学图像处理—锐化
影视图像处理 —由黑白图像转换的伪彩色图像
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。
2.1.3数字图像处理的应用
航天和航空技术方面的应用数字图像处理技术
“嫦娥一号”第一幅月面图像处理的过程如下：
CCD 立体相机
卫星传送
获得原始 位流数据
格式重整 得到二维
图像
图像拼接 几何校正 图像增强
2.1.3数字图二像、处理数的字应图用像处理的应用
第二章数字图像识别技术
2.1数字图像信息的基本知识
2.1.1图像 人类传递信息渠道： • 语言
• 图:“图”是物体透射或反射光的分布， “像”是人的视觉系统对图的接收在大脑 中形成的印象或认识。
特性:
• 客观存在的，像是人的感觉，图像则是二 者的结合，因此，是客观实体的原型.
• 包含了巨大的信息量