数字图像处理绪论课件.ppt
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- 数字图像 处理 绪论 课件
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1、数字图像处理数字图像处理课件课件哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学 计算机学院计算机学院刘咏梅刘咏梅 HEUEnglish2014/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利课程简介课程简介n教学目的:教学目的:学习数字图像处理技术所需学习数字图像处理技术所需要的基本知识要的基本知识n教学特点:教学特点:双语教学、上机实验双语教学、上机实验n学时分配:学时分配:课堂讲授课堂讲授20学时、上机学时、上机4学时学时n考核方式:考核方式:。期末考试(笔试、半开卷)。期末考试(笔试、半开卷)成绩占总成绩的成绩占总成绩的70%,平时成绩(出勤、
2、,平时成绩(出勤、平时作业)占总成绩的平时作业)占总成绩的30%计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利1.Milan Sonka等等. Image Processing, Analysis and Machine Vision(英文原版教材英文原版教材). 人民邮电出版社,人民邮电出版社,20022.冈萨雷斯冈萨雷斯.数字图像处理数字图像处理(第二版第二版).电子工业出版社电子工业出版社,2003计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅教材和主要参考书教材和主要参考书 /一是作为领导干部一定要树
3、立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利数字图像处理的基础知识和相关学科数字图像处理的基础知识和相关学科n 数学:线性代数,随机过程数学:线性代数,随机过程n 计算机科学:数据结构,软件编程计算机科学:数据结构,软件编程n 电子学:数字信号处理,电路原理电子学:数字信号处理,电路原理n 人工智能和模式识别技术人工智能和模式识别技术n 心理学:视觉心理学心理学:视觉心理学计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利主要学习内容:主要学习内容:n第一章 绪
4、论n第二章 数字图像处理的基本知识n (数字图像及其性质)n第三章 图像预处理方法n (图像增强和图像修复)n第四章 图像分割n第五章 彩色图像处理n第六章 图像理解初步知识计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利联系信息:联系信息:F 所属单位:计算机科学与技术学院 可信与智能感知团队F 电子邮件:F 讲授课程:数字图像处理(本科生)、MATLAB与科学计算(本科生)、随机过程(硕士研究生)F 研究方向:图像处理与模式识别、遥感图像处理与分析计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/一是作为领导
5、干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利Chapter 1 IntroductionnWhat is digital image processingnMain contents (or fundamental steps) of digital image processingnApplication areas of digital image processingnRelated disciplines and fields
6、nThe brief development history of image processingnGlossary (important concepts related)计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/nDigital image processing is concerned with the manipulation and analysis of pictures or images by computers.nThe term, computer vision, is used in a broad sense to include image transformation,
7、 image coding, enhancement, restoration, segmentation and understanding, as well as the analysis of the three-dimensional time-varying scences.What is digital image processing?计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅什么是数字图像处理?n数字图像处理是利用计算机对图像信息进行加工处理,以满足人的视觉、心理和实际应用的需求。/Why we use digital image processing?计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏
8、梅nVision allows us to obtain about 75% information. nDigital image is a kind of image representation which can be stored and processed by a computer.nDigital images have a lot of advantages. 我们为什么要用到数字图像处理技术?n图像是人类信息获取的重要手段n相对于模拟图像,数字图像用离散的数值表示亮度信息n分辨率逐步提高、充分利用现代通讯和信息传输技术、可以长期保存不失真/一是作为领导干部一定要树立正确的权
9、力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利数字图像简介数字图像简介n 图像:用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的,可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体。n 数字图像:是一种可以由计算机进行存储和处理的图像表示方式,一般以二维数组的形式表示图像。n 数字图像的类型:n单幅 序列图象,.n静止 运动图象(视频), .n2-D 3-Dn灰度 彩色、纹理图象, .计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利数字图像的表示数字图像的表示 2-D数组f
10、 (x, y)x , y:2-D空间X-Y中坐标点的位置;f:代表图象在(x, y)的性质F 的数值;f,x,y 的值可以是任意实数,一般为整数;性质F : 可对应不同物理量, 例如,灰度图象中用灰度表示。计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利图像表示举例图像表示举例计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/数字图像处理技术的特点数字图像处理技术的特点计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅易于控制处理效果图像数据量庞大处理精度高再现性好处理费时处理的多样性综合性强System/一是作为领导干部一定要
11、树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利数字图像处理的主要方法数字图像处理的主要方法计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅数字图像处理方法大致可分为两大类:空域法和变换域法。1.空域法空域法 这种方法是把图像看作是平面中各个像素组成的集合,然后直接对这二维函数进行相应的处理。空域处理法主要有下面两大类:(1)邻域处理法)邻域处理法 其中包括:梯度运算、拉普拉斯算子运算、平滑算子运算和卷积运算。(2)点处理法)点处理法 灰度处理,面积、周长、体积、重心运算等等。2.变换域法变换域法 数字图像处理的变换域处理方法是首先对图像进行正交变换,得到变换域系数阵列
12、,然后再施行各种处理,处理后再反变换到空间域,得到处理结果。这类处理包括:滤波、数据压缩、特征提取等处理。/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利Chapter 1 IntroductionnWhat is digital image processingnMain contents( or fundamental steps ) of digital image processingnApplication areas of digital image processingnRelated disciplines and
13、fieldsnThe brief development history of image processingnGlossary (important concepts related)计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/图像处理的基本内容图像处理的基本内容/图像处理应用的基本步骤图像处理应用的基本步骤nAn illustration chart of image processing applicationsinputpreprocessingImage aquisitionsegmentationRepresentation & descriptionKnowledge base-(im
14、age transform, image compression, image encoding)Recognition & understandingresult注:一般来说,中层和高层的图像处理技术称为图像分析与理解注:一般来说,中层和高层的图像处理技术称为图像分析与理解计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅图像获取图像获取 预处理预处理 分割分割 表示和描述表示和描述 识别和理解识别和理解/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利图像处理、图像分析与理解图像处理、图像分析与理解图像理解图像分析图像处理像素目标符号高层低层操作
15、对象中层语义低高抽象程度大小数据量计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利数字图像处理的目的:数字图像处理的目的:n对图象的增强以改善图象视觉质量n对退化图象进行恢复以消除各种干扰的影响n根据对场景的多个投影来重建该场景的图象n对图象进行编码以减少表达图象的数据量,从而有利于存储和传输n对图像进行变换,以方便运算和其他处理,例如傅里叶变换、离散余弦变换等计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/ Image acquisitionnHow to acquire a digital imagenim
16、aging sensor & digitizernA camera, a vedio, a scanner 计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅图像获取图像获取/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利图像获取的装置图像获取的装置为采集数字图象,需要两种装置(器件): (1) 对某个电磁能量谱波段(如X射线、紫外线、可见光、红外线等)敏感的物理器件,它能产生与所接受到的电磁能量成正比的(模拟)电信号; (2) 数字化器,它能将上述(模拟)电信号转化为数字(离散)的形式。计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/计算机学院计算机学院 刘
17、咏梅刘咏梅 Image preprocessingnThe key intent of image preprocessingnEnhancing contrast, removing noise, isolating special regionsnImage enhancement and image restorationn图像预处理的目的是改善图像质量n对比度增强、去除噪声、隔离特定区域n图像预处理分为图像增强和图像修复技术图像预处理图像预处理/An example of image enhancement(contrast enhancement)计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅n
18、 image enhancement studies how to enhance the quality of an image in a common sense./计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅An example of image restoration(Relative motion between camera and scene )n Image restoration can restore the images when knowing the reasons of image degradation./ Image segmentationnPartition the
19、image into constituent regionsnVery formidable tasknA good foundation for the later processing such as object recognition.n将一幅图像分解为若干互不相交的区域n非常难的一项任务n为后续处理提供保障 计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅图像分割图像分割/The possible segmentation methodsnThresholding(Histogram)nEdge-based methodsnRegion-based methodsn nOptimal thresh
20、olding nCanny edge detectionnwatershedsnK-means clusteringnN-cut nSuper pixeln 计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/ Image representation and descriptionnA suitable representation method for the regionsnFeature extraction and feature selectionnColor, shape, texture, spatial relationsn对图像区域进行表示n特征提取和特征选择n颜色特征、形状特征、纹理特征
21、、空间关系特征计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅图像表示和描述图像表示和描述/ 计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅 Image recognition and understanding nFinal goal of some image processing applications nAssign a label or some meaning to a object region nPattern recognition techniques n图像处理应用的最后阶段n对物体区域赋予特定的标记n模式识别技术图像识别和理解图像识别和理解/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观
22、,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利Chapter 1 IntroductionnWhat is digital image processingnMain contents (or fundamental steps) of digital image processingnApplication areas of digital image processingnRelated disciplines and fieldsnThe brief development history of image processingnGlossary (important conc
23、epts related)计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/数字图像处理的应用领域数字图像处理的应用领域计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利Applications of digital image processing计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利遥感应用遥感应用n在遥感应用中,我们可以看到大量的与图像处理密切相关的技术。从世界上出现第一幅照片(1839年)、意大利人乘飞
24、机拍摄了第一张照片(1909年)、前苏联(1957年)及美国(1958年)发射第一颗人造地球卫星等都为遥感技术的发展奠定了坚实的基础。1962年国际上正式使用遥感一词(Remote Sensing)。此后,美国相继发射多颗陆地资源探测卫星(1972年,LANDSAT-I四个波段,地面分辨率59m79m;1975年,LANDSAT-;1978年,LANDSAT-,分辨率40m40m;1982年,LANDSAT-,分辨率30m30m,在这颗卫星上配置了GPS系统(Global Positioning System),定位精度在地心坐标系中为土10m。n 遥感图像处理的用处越来越大,效率及分辨率也越
25、来越高。如:土地测绘、资源调查、气象监测,环境污染监测、农作物估产、军事侦察等。当前,在遥感图像处理中主要解决数据量大和处理速度慢的矛盾。计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅/Remote sensing计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅在遥感技术中的应用在遥感技术中的应用地球测绘天气预报作物估产1/计算机学院计算机学院 刘咏梅刘咏梅军事侦察导弹末制导军事侦察Remote sensing2在遥感技术中的应用在遥感技术中的应用/一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观,权力必须为职工群众谋利益,绝不能为个人或少数人谋取私利医学应用医学应用 图像处理在医学界的应用非常广泛,无论是在临床诊
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