1 / 43

数字图像处理 Digital Image Processing

数字图像处理 Digital Image Processing. 陈荣钦 chen_rongqin@163.com. 课程介绍. “One picture is worth more than ten thousand words”. 人类离不开图像，计算机图像技术渗透到各个科技领域，百闻不如一见。画面比文字更形象生动，人类70%以上信息来自视觉. 学好图像处理能干什么. 图像处理在整个信号处理里面就业形势最好 模式识别目前大部分都是基于图像的模式识别 图像处理是计算机视觉和视频处理的基础 医学图像是一个比较热门的方向 图像处理对编程的要求较高，可以去软件公司

ratana
Download Presentation

数字图像处理 Digital Image Processing

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 数字图像处理Digital Image Processing 陈荣钦 chen_rongqin@163.com

  2. 课程介绍 “One picture is worth more than ten thousand words” 人类离不开图像，计算机图像技术渗透到各个科技领域，百闻不如一见。画面比文字更形象生动，人类70%以上信息来自视觉

  3. 学好图像处理能干什么 • 图像处理在整个信号处理里面就业形势最好 • 模式识别目前大部分都是基于图像的模式识别 • 图像处理是计算机视觉和视频处理的基础 • 医学图像是一个比较热门的方向 • 图像处理对编程的要求较高，可以去软件公司 • 主要大公司： • 图像和视频搜索：微软、google、yahoo和百度 • 医学图像：Simens、GE、飞利浦和柯达 • 所有与图像（静止或者运动图像）有关的公司都是选择。比如数码相机、显微镜成像、超声成像、工业机器人控制、显示器、电视、遥感等等

  4. 课程作业 • 1. 数字图像领域的英文论文阅读 • 2. 代码和程序演示，并完成报告 • 图形图像在线学习提供在线学习、作业提交等功能，网址： www.jsj.tzc.edu.cn/teacher/crq • E-mail: chen_rongqin@163.com

  5. 课程报告（Prensentation） • 形式： • 采用PPT演示，并作演讲报告 • 回答同学提问 • 5位同学组成委员会评分 • 内容： • 通过编写程序，对其中的框架、要点、算法等作分析报告，每个同学的内容都不能相同 • 或者通过对图像领域的某类问题进行深入的综述 • 时间： • 从第6周开始，每周有2位同学分别作报告 • 师范类同学由于实习优先安排 • 报告时间限时10分钟内

  6. 课程考核 • 平时成绩（占40%）： • 论文阅读（翻译或者总结报告） • 程序＋总结报告 • 课程演讲和讨论 • 考勤 • 期末考查（占60%）： • 以概念和问题分析为主

  7. 参考资料 “Digital Image Processing”, Rafael C. Gonzalez & Richard E. Woods, Addison-Wesley, 2002 数字图像处理（第二版）， Rafael C. Gonzalez & Richard E，阮秋琦等译； 电子工业出版社，2002

  8. 参考资料 VC++图像处理程序设计（第2版），杨淑莹主编； 清华大学，北京交通大学出版社 数字图象处理编程入门 ， 吕风军编著； 清华大学出版社，1999

  9. 绪论 • 本节内容： • 什么是数字图像? • 什么是数字图像处理? • 图像处理的历史 • 数字图像处理的研究现状 • 数字图像处理中的关键问题 • 数字图像的未来

  10. 什么是数字图像? • 将一幅二维的图像通过有限个离散点来表示就成为了数字图像，其中的每个点称为图像元素，即像素。

  11. 什么是数字图像?(续…) • 像素值往往用来表示像素的灰度级、颜色、高度值、透明度等等。

  12. 什么是数字图像?(续…) 1 pixel • 注意：“digitization”表示数字图像是现实中图像的近似值。 • 在图像处理软件中，使用放大工具，对图像的局部进行观察时

  13. 什么是数字图像?(续…) • 一般的，图像格式包括: • 每像素1个样值 (B&W or Grayscale) • 每像素3个样值 (Red, Green, and Blue) • 每像素4个样值(Red, Green, Blue, and “Alpha”, a.k.a. Opacity)

  14. 什么是数字图像处理? • 数字图像处理的两个主要任务： • 如何利用计算机来改进图像的品质以便于人类视觉分析； • 对图像数据进行存储、传输和表示，便于计算机自动化处理。 • 图像处理的范畴是一个受争论的话题，因此也产生了其他的领域比如图像分析和计算机视觉等等。 • 图像处理和计算机图形学的结合日益紧密，后者长期受到计算机游戏的推动

  15. 数字图像处理的历史 早期的数字图像 • 20世纪20年代: 最早的应用之一是报纸业 • Bartlane 电缆图片传输系统； • 通过海底电缆将图像从伦敦传往纽约； • 为了使用电缆传输，图像需要首先编码，并在接收端通过电报打印机进行重构。

  16. 数字图像处理的历史(续…) 改进后的数字图像 早期15级色调的数字图像 • 20世纪20年代中期到末期: 改进Bartlane 系统后，图像质量得到了提高 • 打印过程采用了新的光学还原技术 • 增加了图像的灰度等级

  17. 数字图像处理的历史(续…) 由“旅行者7号”登陆前拍摄的图像 • 20世纪60年代: 由于信息技术的快速发展，出现了一批数字图像处理 • 1964: “旅行者7号”拍摄的图像通过计算机进行处理并提高了图像质量； • 此技术也在阿波罗载人登月飞行等空间探测器中得到应用。

  18. 数字图像处理的历史(续…) • 20世纪70年代: 数字图像处理开始应用于医学领域 • 1979: Godfrey N. Hounsfield先生以及Allan M. Cormack 教授由于发明了“断层（CT）技术” ，共同获得了诺贝尔医学奖，其背后的思想是计算机轴向断层技术(ComputerisedAxialTomography (CAT))

  19. 数字图像处理的历史(续…) • 20世纪70年代末:随着人工智能的兴起和发展，开始计算机视觉的研究，由2D图象中获取3D空间信息

  20. 数字图像处理的历史(续…) • 20世纪80年代至今：数字图像处理技术呈爆炸性发展，如今已在大量领域担负着大量的工作： • 图像增强/恢复 • 艺术级效果 • 医学可视化 • 工业检验 • 法律执行 • 人机交互

  21. 举例： 图像增强 • DIP技术最常见的用处是：提高质量，消除噪音等等

  22. 举例： Hubble 望远镜 • 1990年发射的“哈勃”号太空望远镜能够拍摄超远距离的物体，但是由于镜子出现误差，拍摄到的图像就失去了价值，而借助于图像处理技术便可以修复

  23. 举例：艺术效果 • 艺术效果是指通过特效或者图像合成等方法，使得图像具有更强的视觉效果

  24. 举例：医学 • 通过MRI（核磁共振）扫描到的犬类心脏切片，我们可以找出其中各种组织的边界线: • 灰度图表示组织密度 • 使用合适的滤波器来增强边缘 取自狗心脏的原始MRI图像 边缘检测图像

  25. 举例：GIS • 地理信息系统（Geographic Information Systems，GIS)，数字图像处理技术广泛用于： • 气象学 • 地形分类 • 操作卫星图像

  26. 举例：GIS(续…) • 全球夜间灯光数据集 • 可以提供全球人类居住区的汇总情况 • 不难想象这些数据需要进行分析和处理

  27. 举例：GIS(续…) • 遥感图像： • 农业普查 • 森林覆盖计算 • 水利工程等的客观估计计算 • 森林火灾监护－－客观反映火灾情况、面积

  28. 举例：工业检验 • 操作人员需要花费大量的精力，却又慢又不可靠； • 使用机器代替； • 工业可视化系统广泛应用于各类产业

  29. 举例：印刷电路板检测 • 印刷电路板检测(Printed Circuit Board inspection, PCB) • 使用机器检测零件是否完整以及焊接是否合格 • 常规成像和X光成像相结合

  30. 举例：法律执行 • 图像处理技术被法律执行者广泛采用 • 高速相机或者自动收费系统用于牌照识别 • 指纹识别 • 闭路电视(Close Circuit Television, CCTV)中图像的增强

  31. 举例：HCI • 使得人机交互（Human Computer Interaction）变得更加自然 • 面部识别 • 手势识别

  32. 数字图像处理的关键步骤 图像复原 形态学处理 图像增强 分割 图像采集 对象识别 表示&描述 问题域 彩色图像处理 图像压缩

  33. 数字图像处理的关键步骤：图像采集 图像复原 形态学处理 图像增强 分割 图像采集 对象识别 表示&描述 问题域 彩色图像处理 图像压缩

  34. 数字图像处理的关键步骤：图像增强 图像复原 形态学处理 图像增强 分割 图像采集 对象识别 表示&描述 问题域 彩色图像处理 图像压缩

  35. 数字图像处理的关键步骤：图像复原 图像复原 形态学处理 图像增强 分割 图像采集 对象识别 表示&描述 问题域 彩色图像处理 图像压缩

  36. 数字图像处理的关键步骤：形态学处理 图像复原 形态学处理 图像增强 分割 图像采集 对象识别 表示&描述 问题域 彩色图像处理 图像压缩

  37. 数字图像处理的关键步骤：分割 图像复原 形态学处理 图像增强 分割 图像采集 对象识别 表示&描述 问题域 彩色图像处理 图像压缩

  38. 数字图像处理的关键步骤：对象识别 图像复原 形态学处理 图像增强 分割 图像采集 对象识别 表示&描述 问题域 彩色图像处理 图像压缩

  39. 数字图像处理的关键步骤：表示&描述 图像复原 形态学处理 图像增强 分割 图像采集 对象识别 表示与描述 问题域 彩色图像处理 图像压缩

  40. 数字图像处理的关键步骤：图像压缩 图像复原 形态学处理 图像增强 分割 图像采集 对象识别 表示&描述 问题域 彩色图像处理 图像压缩

  41. 数字图像处理的关键步骤：彩色图像处理 图像复原 形态学处理 图像增强 分割 图像采集 对象识别 表示&描述 问题域 彩色图像处理 图像压缩

  42. 数字图像的未来 • 图像处理的发展朝着高速、高分辨率、立体化、多媒体化、智能化和标准化方向发展。围绕着HDTV（高清晰度电视）的研制将开展实时图像处理的理论及技术研究 • 图像、图形相结合朝着三维成像或多维成像的方向发展 • 硬件芯片研究 • 新理论与新算法研究

  43. 小结 • 我们已经学习了： • 什么是数字图像? • 什么是数字图像处理? • 数字图像处理的历史 • 举例说明数字图像处理的现状 • 数字图像处理中的关键步骤 • 数字图像的发展前景 • 下节课我们来看看它们是如何工作的…

More Related