ChapIntroduction精讲学习教程.pptx

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1、1数字图像处理主要源于两个应用领域：数字图像处理主要源于两个应用领域：数字图像处理主要源于两个应用领域：数字图像处理主要源于两个应用领域：便于人们分析，并对图像信息进行改进。便于人们分析，并对图像信息进行改进。便于人们分析，并对图像信息进行改进。便于人们分析，并对图像信息进行改进。使机器自动理解，对图像数据进行储存、传输及显示。使机器自动理解，对图像数据进行储存、传输及显示。使机器自动理解，对图像数据进行储存、传输及显示。使机器自动理解，对图像数据进行储存、传输及显示。第章第章绪论绪论Introduction(1)第1页/共82页第一页，编辑于星期五：十四点 二分。2第章第章Introduct

2、ion(2)参参考考书书1.1.Digital Image Processing,by Rafael C.Gonzalez,Richard E.Woods,Digital Image Processing,by Rafael C.Gonzalez,Richard E.Woods,电子工业出版社电子工业出版社电子工业出版社电子工业出版社2.2.Image Processing,Analysis,and Machine VisionImage Processing,Analysis,and Machine Vision,byM.Sonka,byM.Sonka,V.Hlavac,andR.Boyle

3、V.Hlavac,andR.Boyle，人民邮电出版社人民邮电出版社人民邮电出版社人民邮电出版社3.3.图像处理和分析，章毓晋，图像处理和分析，章毓晋，图像处理和分析，章毓晋，图像处理和分析，章毓晋，清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社4.4.数字图像处理，贾永红，武汉大学出版社数字图像处理，贾永红，武汉大学出版社数字图像处理，贾永红，武汉大学出版社数字图像处理，贾永红，武汉大学出版社5.5.数字图像处理学，阮秋琦，清华大学出版社数字图像处理学，阮秋琦，清华大学出版社数字图像处理学，阮秋琦，清华大学出版社数字图像处理学，阮秋琦，清华大学出版社第2页/共82页第二页，编辑于星

4、期五：十四点 二分。3第章第章Introduction(3)主要内容：主要内容：数字图像处理的概念数字图像处理的概念数字图像处理的概念数字图像处理的概念 数字图像处理的起源数字图像处理的起源数字图像处理的起源数字图像处理的起源 数字图像处理的应用实例数字图像处理的应用实例数字图像处理的应用实例数字图像处理的应用实例 数字图像处理的基本步骤数字图像处理的基本步骤数字图像处理的基本步骤数字图像处理的基本步骤 图像处理系统的部件图像处理系统的部件图像处理系统的部件图像处理系统的部件第3页/共82页第三页，编辑于星期五：十四点 二分。4第章第章Introduction(4)“Apictureiswor

5、th10,000words”百闻不如一见百闻不如一见图像在人类感知中扮演最重要的角色。6080的信息来自图像成像机器可覆盖几乎所有电磁波谱还存在其他成像方式（声波，电子显微镜，分形图像等等）第4页/共82页第四页，编辑于星期五：十四点 二分。51.1数数数数 字字字字 图图图图 像像像像 处处处处 理理理理 的的的的 概概概概 念念念念(1)(1)WhyWhy DoDo WeWe ProcessProcessImages?Images?EnhancementandrestorationEnhancementandrestoration Removeartifacts(Removeartifac

6、ts(人工制品人工制品人工制品人工制品)andscratchesfromanold)andscratchesfromanoldphoto/moviephoto/movie ImprovecontrastandcorrectblurredimagesImprovecontrastandcorrectblurredimages TransmissionandStorageTransmissionandStorage ImagesfromoverseaviaInternet,orfromaremoteplanetImagesfromoverseaviaInternet,orfromaremotepl

7、anet Info.analysisandautomatedrecognitionInfo.analysisandautomatedrecognition Providing“humanvision”tomachinesProviding“humanvision”tomachines SecurityandrightsprotectionSecurityandrightsprotection Encryption(Encryption(编密码编密码编密码编密码)andwatermarking)andwatermarking第5页/共82页第五页，编辑于星期五：十四点 二分。61.1概念概念(2

8、)WhyDigital?“Exactness”“Exactness”PerfectreproductionwithoutdegradationPerfectreproductionwithoutdegradation PerfectduplicationofprocessingresultPerfectduplicationofprocessingresult TransmissionandStorageTransmissionandStorage Convenient&powerfulcomputer-aidedprocessingConvenient&powerfulcomputer-ai

9、dedprocessing CanperformrathersophisticatedprocessingthroughhardwareCanperformrathersophisticatedprocessingthroughhardwareorsoftwareorsoftware Evenkindergareners(Evenkindergareners(幼儿园儿童幼儿园儿童幼儿园儿童幼儿园儿童)candoit!)candoit!EasystorageandtransmissionEasystorageandtransmission 1CDcanstorehundredsoffamilyp

10、hotos!1CDcanstorehundredsoffamilyphotos!PaperlesstransmissionofhighqualityphotosthroughPaperlesstransmissionofhighqualityphotosthroughnetworkwithinsecondsnetworkwithinseconds第6页/共82页第六页，编辑于星期五：十四点 二分。7数字图像数字图像 一一一一幅幅幅幅图图图图像像像像可可可可以以以以定定定定义义义义为为为为一一一一个个个个二二二二维维维维函函函函数数数数f f(x,y y)，空空空空间间间间坐坐坐坐标标标标(x,

11、y y)上上的的值值f f称称称称为为为为该该该该点点点点图图图图像像像像的的的的灰灰灰灰度度度度。当当当当(x,y)和和幅幅值值f为为为为离离散散数数值值时时时时，称称称称该该该该图图图图像像像像为数字图像。为数字图像。为数字图像。为数字图像。1.1概念概念(3)WhatisDigitalImage?第7页/共82页第七页，编辑于星期五：十四点 二分。81.1概念概念(3)WhatisDigitalImageProcessing?l物理图象及对应的数字图象第8页/共82页第八页，编辑于星期五：十四点 二分。91.1概念概念(4)DigitalImageRepresentation数字数字数字

12、数字图像定义：图像定义：图像定义：图像定义：第9页/共82页第九页，编辑于星期五：十四点 二分。101.1概念概念(5)DigitalImageRepresentation灰度值的获取方式：灰度值的获取方式：灰度值的获取方式：灰度值的获取方式：Samplestheanalogdataanddigitizesit.Samplestheanalogdataanddigitizesit.第10页/共82页第十页，编辑于星期五：十四点 二分。111.1概念概念(5)DigitalImageRepresentationl灰度分辨率：灰度2k灰度级，k比特l空间分辨率：矩阵MN。l计算过程中间可能离散。l

13、编程实现。第11页/共82页第十一页，编辑于星期五：十四点 二分。121.1概念概念(5)DigitalImageRepresentationlGray levelpure white grayblack第12页/共82页第十二页，编辑于星期五：十四点 二分。131.1概念概念(5)DigitalImageRepresentation图(a)所用的坐标系统常在屏幕显示中采用。图()所用的坐标系统常在图象计算中采用。YX第13页/共82页第十三页，编辑于星期五：十四点 二分。14 数字图像处理的范畴数字图像处理的范畴数字图像处理的范畴数字图像处理的范畴图像处理、图像分析和计算机视觉图像处理、图像

14、分析和计算机视觉图像处理、图像分析和计算机视觉图像处理、图像分析和计算机视觉是一个连续的统一体，是一个连续的统一体，是一个连续的统一体，是一个连续的统一体，大致可以按以下三种典型处理来区分这三个学科。大致可以按以下三种典型处理来区分这三个学科。大致可以按以下三种典型处理来区分这三个学科。大致可以按以下三种典型处理来区分这三个学科。低级处理低级处理低级处理低级处理：以输入输出都是图像为特点（例如：对比度：以输入输出都是图像为特点（例如：对比度：以输入输出都是图像为特点（例如：对比度：以输入输出都是图像为特点（例如：对比度增强）。增强）。增强）。增强）。中级处理中级处理中级处理中级处理：以输入为图

15、像，输出是从图像中提取特征为：以输入为图像，输出是从图像中提取特征为：以输入为图像，输出是从图像中提取特征为：以输入为图像，输出是从图像中提取特征为特点（如：边缘检出）。特点（如：边缘检出）。特点（如：边缘检出）。特点（如：边缘检出）。高级处理高级处理高级处理高级处理：对图像分析中被：对图像分析中被：对图像分析中被：对图像分析中被检出物体的总理解和识别。检出物体的总理解和识别。检出物体的总理解和识别。检出物体的总理解和识别。1.1概念概念(6)WhatisDigitalImageProcessing?图象处理图象处理图象处理图象处理计算机视觉计算机视觉计算机视觉计算机视觉图像分析图像分析图像分

16、析图像分析第14页/共82页第十四页，编辑于星期五：十四点 二分。15Low-Level Operations第15页/共82页第十五页，编辑于星期五：十四点 二分。16Mid-Level Processing第16页/共82页第十六页，编辑于星期五：十四点 二分。17High-Level VisionObjects:Whats in the scene?Location:Where is this?Event:What happened?第17页/共82页第十七页，编辑于星期五：十四点 二分。181.2数数 字字 图图 像像 处处 理理 的的 起起 源源(1)The Origins ofDi

17、gitalImageProcessingl l数字图像处理最早的应用之一是报纸业。数字图像处理最早的应用之一是报纸业。数字图像处理最早的应用之一是报纸业。数字图像处理最早的应用之一是报纸业。19211921年，用年，用年，用年，用BartlaneBartlane电缆图片传输系统，电缆图片传输系统，3 3小时成功地把一幅图像从伦敦传到纽约。小时成功地把一幅图像从伦敦传到纽约。小时成功地把一幅图像从伦敦传到纽约。小时成功地把一幅图像从伦敦传到纽约。第18页/共82页第十八页，编辑于星期五：十四点 二分。191.2TheOriginsofDigitalImageProcessing(2)l l早期的

18、早期的早期的早期的BartlaneBartlane系统可以用系统可以用5 5个灰度级对图像编码，个灰度级对图像编码，个灰度级对图像编码，个灰度级对图像编码，到了到了到了到了1929年，增加到年，增加到年，增加到年，增加到15个。个。个。个。第19页/共82页第十九页，编辑于星期五：十四点 二分。201.2TheOriginsofDigitalImageProcessing(3)l l1922年，开始使用光学还原技术年，开始使用光学还原技术年，开始使用光学还原技术年，开始使用光学还原技术该技术在电报接受端用穿空纸带打出图片。该技术在电报接受端用穿空纸带打出图片。该技术在电报接受端用穿空纸带打出图

19、片。该技术在电报接受端用穿空纸带打出图片。l l19221922年，开始使用光学还原技术年，开始使用光学还原技术年，开始使用光学还原技术年，开始使用光学还原技术该技术在电报接受端用穿空纸带打出图片。该技术在电报接受端用穿空纸带打出图片。该技术在电报接受端用穿空纸带打出图片。该技术在电报接受端用穿空纸带打出图片。第20页/共82页第二十页，编辑于星期五：十四点 二分。211.2TheOriginsofDigitalImageProcessing(4)重要技术进步重要技术进步重要技术进步重要技术进步 19481948年，贝尔实验室发明了晶体三极管年，贝尔实验室发明了晶体三极管年，贝尔实验室发明了晶

20、体三极管年，贝尔实验室发明了晶体三极管 2020世纪世纪世纪世纪5050年代至年代至年代至年代至6060年代，高级编程语言年代，高级编程语言年代，高级编程语言年代，高级编程语言(COBOL,FORTRAN)(COBOL,FORTRAN)的开发的开发的开发的开发 19581958年，发明了年，发明了年，发明了年，发明了IC(IC(integratedcircuitintegratedcircuit)2020世纪世纪世纪世纪6060年代，早期操作系统的发展年代，早期操作系统的发展年代，早期操作系统的发展年代，早期操作系统的发展 2020世纪世纪世纪世纪7070年代，年代，年代，年代，IntelIn

21、tel公司开发了微处理器公司开发了微处理器公司开发了微处理器公司开发了微处理器 19811981年，年，年，年，IBMIBM公司推出个人计算机公司推出个人计算机公司推出个人计算机公司推出个人计算机 2020世纪世纪世纪世纪8080年代，出现了年代，出现了年代，出现了年代，出现了VLSLVLSL（verylargescaleintegrationverylargescaleintegration）现在，已出现了现在，已出现了现在，已出现了现在，已出现了ULSIULSI（ultralargescaleintegrationultralargescaleintegration)第21页/共82页第二

22、十一页，编辑于星期五：十四点 二分。221.2TheOriginsofDigitalImageProcessing(5)l l第一台用于图像处理的大型计算机出现在第一台用于图像处理的大型计算机出现在第一台用于图像处理的大型计算机出现在第一台用于图像处理的大型计算机出现在2020世纪世纪世纪世纪6060年代。年代。年代。年代。利用计算机技术改善空间探测器发回的图像工作，始于利用计算机技术改善空间探测器发回的图像工作，始于利用计算机技术改善空间探测器发回的图像工作，始于利用计算机技术改善空间探测器发回的图像工作，始于美国加利福尼亚的喷汽推进实验室。美国加利福尼亚的喷汽推进实验室。美国加利福尼亚的喷

23、汽推进实验室。美国加利福尼亚的喷汽推进实验室。下图是下图是下图是下图是19641964年年年年7 7月月月月3131日，拍摄的月球图像。日，拍摄的月球图像。日，拍摄的月球图像。日，拍摄的月球图像。第22页/共82页第二十二页，编辑于星期五：十四点 二分。231.2TheOriginsofDigitalImageProcessing(6)l l2020世纪世纪世纪世纪6060年代开始，数字图像处理技术开始用于医学图年代开始，数字图像处理技术开始用于医学图年代开始，数字图像处理技术开始用于医学图年代开始，数字图像处理技术开始用于医学图像、地球遥感监测和天文学等领域。像、地球遥感监测和天文学等领域。

24、像、地球遥感监测和天文学等领域。像、地球遥感监测和天文学等领域。l l7070年代，发明了计算机轴向断层术年代，发明了计算机轴向断层术年代，发明了计算机轴向断层术年代，发明了计算机轴向断层术CT(computerizedaxialCT(computerizedaxialtomography)tomography)，它是图像处理在医学诊断领域最重要的，它是图像处理在医学诊断领域最重要的，它是图像处理在医学诊断领域最重要的，它是图像处理在医学诊断领域最重要的应用。应用。应用。应用。第23页/共82页第二十三页，编辑于星期五：十四点 二分。241.3数数 字字 图图 像像 处处 理理 的的 应应 用

25、用 实实 例例 Examples ofFieldsthatUseDigitalImageProcessing图像的最主要来源是电磁波。图像的最主要来源是电磁波。图像的最主要来源是电磁波。图像的最主要来源是电磁波。电磁波可定义为以各种波长传播的正弦波，或认为是一种粒电磁波可定义为以各种波长传播的正弦波，或认为是一种粒电磁波可定义为以各种波长传播的正弦波，或认为是一种粒电磁波可定义为以各种波长传播的正弦波，或认为是一种粒子流，每个粒子包含一定（一束）能量，每束能量称为一个光子流，每个粒子包含一定（一束）能量，每束能量称为一个光子流，每个粒子包含一定（一束）能量，每束能量称为一个光子流，每个粒子包含

26、一定（一束）能量，每束能量称为一个光子。子。子。子。第24页/共82页第二十四页，编辑于星期五：十四点 二分。25射线成像射线成像Gamma-RayImaging 射线成像主要用于核医射线成像主要用于核医射线成像主要用于核医射线成像主要用于核医学和天文观察。学和天文观察。学和天文观察。学和天文观察。在核医学中，这种处理是在核医学中，这种处理是在核医学中，这种处理是在核医学中，这种处理是将放射性同位素注射到病人将放射性同位素注射到病人将放射性同位素注射到病人将放射性同位素注射到病人体内，当这种物质衰变时放体内，当这种物质衰变时放体内，当这种物质衰变时放体内，当这种物质衰变时放射出射出射出射出 射

27、线，然后用射线，然后用射线，然后用射线，然后用 射线检射线检射线检射线检测器产生图像。测器产生图像。测器产生图像。测器产生图像。第25页/共82页第二十五页，编辑于星期五：十四点 二分。26射线成像射线成像X-rayImagingX X射线是最早用于成像的电磁辐射射线是最早用于成像的电磁辐射射线是最早用于成像的电磁辐射射线是最早用于成像的电磁辐射源之一。源之一。源之一。源之一。射线管是带有阴极和阳极的真射线管是带有阴极和阳极的真射线管是带有阴极和阳极的真射线管是带有阴极和阳极的真空管。阴极加热释放自由电子，这空管。阴极加热释放自由电子，这空管。阴极加热释放自由电子，这空管。阴极加热释放自由电子

28、，这些电子以很高的速度向阳极流动，些电子以很高的速度向阳极流动，些电子以很高的速度向阳极流动，些电子以很高的速度向阳极流动，当电子撞击一个原子核时，能量被当电子撞击一个原子核时，能量被当电子撞击一个原子核时，能量被当电子撞击一个原子核时，能量被释放并形成射线辐射。释放并形成射线辐射。释放并形成射线辐射。释放并形成射线辐射。射线的能量由另一边的阳极射线的能量由另一边的阳极射线的能量由另一边的阳极射线的能量由另一边的阳极电压控制，而射线的数量由施电压控制，而射线的数量由施电压控制，而射线的数量由施电压控制，而射线的数量由施加于阴极灯丝的电源控制。加于阴极灯丝的电源控制。加于阴极灯丝的电源控制。加于

29、阴极灯丝的电源控制。第26页/共82页第二十六页，编辑于星期五：十四点 二分。27紫外波段成像紫外波段成像ImagingintheUltravioletBand紫外线被用于荧光显微镜方紫外线被用于荧光显微镜方紫外线被用于荧光显微镜方紫外线被用于荧光显微镜方法，这是显微镜方法中发展最法，这是显微镜方法中发展最法，这是显微镜方法中发展最法，这是显微镜方法中发展最快的领域。快的领域。快的领域。快的领域。荧光是荧光是荧光是荧光是1919世纪中叶发现的。世纪中叶发现的。世纪中叶发现的。世纪中叶发现的。当紫外辐射光子与荧光材料内当紫外辐射光子与荧光材料内当紫外辐射光子与荧光材料内当紫外辐射光子与荧光材料内

30、原子中的电子碰撞时，它把电原子中的电子碰撞时，它把电原子中的电子碰撞时，它把电原子中的电子碰撞时，它把电子提高到较高的能级，随后受子提高到较高的能级，随后受子提高到较高的能级，随后受子提高到较高的能级，随后受激电子释放到较低的能级并以激电子释放到较低的能级并以激电子释放到较低的能级并以激电子释放到较低的能级并以可见光范围内的低能光子放光。可见光范围内的低能光子放光。可见光范围内的低能光子放光。可见光范围内的低能光子放光。第27页/共82页第二十七页，编辑于星期五：十四点 二分。28可可 见见 光光 及及 红红 外外 线线 波波 段段 成成 像像(1)Imaging in theVisiblea

31、ndInfraredBand用光显微镜方法获用光显微镜方法获用光显微镜方法获用光显微镜方法获取图像的例子取图像的例子取图像的例子取图像的例子第28页/共82页第二十八页，编辑于星期五：十四点 二分。29成像地区为华盛顿，它包括建筑物、道路、植被和主要河流成像地区为华盛顿，它包括建筑物、道路、植被和主要河流成像地区为华盛顿，它包括建筑物、道路、植被和主要河流成像地区为华盛顿，它包括建筑物、道路、植被和主要河流第29页/共82页第二十九页，编辑于星期五：十四点 二分。30第30页/共82页第三十页，编辑于星期五：十四点 二分。31可见可见可见可见光在光在光在光在自动自动自动自动检测检测检测检测中的

32、中的中的中的应用应用应用应用第31页/共82页第三十一页，编辑于星期五：十四点 二分。32可见可见可见可见光在光在光在光在自动自动自动自动识别识别识别识别中的中的中的中的应用应用应用应用第32页/共82页第三十二页，编辑于星期五：十四点 二分。33微波波段成像微波波段成像ImagingintheMicrowaveBand微波波段成像的典型应用是微波波段成像的典型应用是微波波段成像的典型应用是微波波段成像的典型应用是雷达雷达雷达雷达。成像雷达的独特之处是：在任何范围、任何时间内不考虑气候、成像雷达的独特之处是：在任何范围、任何时间内不考虑气候、成像雷达的独特之处是：在任何范围、任何时间内不考虑气

33、候、成像雷达的独特之处是：在任何范围、任何时间内不考虑气候、光照条件的收集数据能力。光照条件的收集数据能力。光照条件的收集数据能力。光照条件的收集数据能力。雷达波可以穿透云层，在一定条件下还可以通过植被、冰层雷达波可以穿透云层，在一定条件下还可以通过植被、冰层雷达波可以穿透云层，在一定条件下还可以通过植被、冰层雷达波可以穿透云层，在一定条件下还可以通过植被、冰层和极干燥的沙漠。和极干燥的沙漠。和极干燥的沙漠。和极干燥的沙漠。成像雷达的工作原理像一个闪光照相机，它自己提供照明（微成像雷达的工作原理像一个闪光照相机，它自己提供照明（微成像雷达的工作原理像一个闪光照相机，它自己提供照明（微成像雷达的

34、工作原理像一个闪光照相机，它自己提供照明（微波脉冲）去照亮地面的一个地区，并快速拍摄图像。波脉冲）去照亮地面的一个地区，并快速拍摄图像。波脉冲）去照亮地面的一个地区，并快速拍摄图像。波脉冲）去照亮地面的一个地区，并快速拍摄图像。第33页/共82页第三十三页，编辑于星期五：十四点 二分。34无线电波成像无线电波成像(1)ImagingintheRadioBand无线电波用于无线电波用于无线电波用于无线电波用于磁共振成像磁共振成像磁共振成像磁共振成像(MRI)(MRI)。该技术把病人放在强磁场中并使无线电短波脉冲通过病人的身该技术把病人放在强磁场中并使无线电短波脉冲通过病人的身该技术把病人放在强磁

35、场中并使无线电短波脉冲通过病人的身该技术把病人放在强磁场中并使无线电短波脉冲通过病人的身体，每个脉冲将导致一个病人组织发射的无线电响应脉冲，这些信体，每个脉冲将导致一个病人组织发射的无线电响应脉冲，这些信体，每个脉冲将导致一个病人组织发射的无线电响应脉冲，这些信体，每个脉冲将导致一个病人组织发射的无线电响应脉冲，这些信号发生的位置和强度由计算机确定，从而产生一个病人的横截面。号发生的位置和强度由计算机确定，从而产生一个病人的横截面。号发生的位置和强度由计算机确定，从而产生一个病人的横截面。号发生的位置和强度由计算机确定，从而产生一个病人的横截面。第34页/共82页第三十四页，编辑于星期五：十四

36、点 二分。35无线电波成像无线电波成像(2)ImagingintheRadioBand几种电磁波谱中的蟹状脉冲星图像比较几种电磁波谱中的蟹状脉冲星图像比较几种电磁波谱中的蟹状脉冲星图像比较几种电磁波谱中的蟹状脉冲星图像比较第35页/共82页第三十五页，编辑于星期五：十四点 二分。36其他图像模式应用的实例声波成像其他图像模式应用的实例声波成像为了获取海洋图像，能源通常由两个位于船后部的空气枪组成，返为了获取海洋图像，能源通常由两个位于船后部的空气枪组成，返为了获取海洋图像，能源通常由两个位于船后部的空气枪组成，返为了获取海洋图像，能源通常由两个位于船后部的空气枪组成，返回的声波由置于船后部电缆

37、中的水听器检测。回的声波由置于船后部电缆中的水听器检测。回的声波由置于船后部电缆中的水听器检测。回的声波由置于船后部电缆中的水听器检测。水听器放置在海底，或用浮子悬吊着。两个空气枪交替加压至水听器放置在海底，或用浮子悬吊着。两个空气枪交替加压至水听器放置在海底，或用浮子悬吊着。两个空气枪交替加压至水听器放置在海底，或用浮子悬吊着。两个空气枪交替加压至2000psi2000psi，然后爆炸，船的恒定运动提供一个横向运动，通过返回声波产生一幅海，然后爆炸，船的恒定运动提供一个横向运动，通过返回声波产生一幅海，然后爆炸，船的恒定运动提供一个横向运动，通过返回声波产生一幅海，然后爆炸，船的恒定运动提供

38、一个横向运动，通过返回声波产生一幅海洋底部地下结构的三维图像。洋底部地下结构的三维图像。洋底部地下结构的三维图像。洋底部地下结构的三维图像。第36页/共82页第三十六页，编辑于星期五：十四点 二分。37其他图像模式应用的实例超声波成像其他图像模式应用的实例超声波成像（1）超声波系统（一台计算机、由超声波和接受器组成的超声探头超声波系统（一台计算机、由超声波和接受器组成的超声探头超声波系统（一台计算机、由超声波和接受器组成的超声探头超声波系统（一台计算机、由超声波和接受器组成的超声探头和显示器）向身体传输高频和显示器）向身体传输高频和显示器）向身体传输高频和显示器）向身体传输高频(1 15MHz

39、5MHz)声脉冲。声脉冲。声脉冲。声脉冲。声波传入体内并碰撞组织间的边缘（流体和软组织之间，软声波传入体内并碰撞组织间的边缘（流体和软组织之间，软声波传入体内并碰撞组织间的边缘（流体和软组织之间，软声波传入体内并碰撞组织间的边缘（流体和软组织之间，软组织和骨之间），声波的一部分返回，一部分声波继续传播直到组织和骨之间），声波的一部分返回，一部分声波继续传播直到组织和骨之间），声波的一部分返回，一部分声波继续传播直到组织和骨之间），声波的一部分返回，一部分声波继续传播直到达到另一边界并反射。达到另一边界并反射。达到另一边界并反射。达到另一边界并反射。计算机根据声波在组织中的传播速度和每个回波返回

40、的时间计算从探计算机根据声波在组织中的传播速度和每个回波返回的时间计算从探计算机根据声波在组织中的传播速度和每个回波返回的时间计算从探计算机根据声波在组织中的传播速度和每个回波返回的时间计算从探头到组织或边界的距离头到组织或边界的距离头到组织或边界的距离头到组织或边界的距离系统在屏幕上显示回波的距离和亮度形成的二维图像。系统在屏幕上显示回波的距离和亮度形成的二维图像。系统在屏幕上显示回波的距离和亮度形成的二维图像。系统在屏幕上显示回波的距离和亮度形成的二维图像。第37页/共82页第三十七页，编辑于星期五：十四点 二分。38其他图像模式应用的实例超声波成像其他图像模式应用的实例超声波成像(2)超

41、声图象超声图象超声图象超声图象第38页/共82页第三十八页，编辑于星期五：十四点 二分。39其他图像模式应用的实例电子显微镜成像其他图像模式应用的实例电子显微镜成像电子显微镜使用一个聚焦的电子波束代替光束形成图像镜像。电子显微镜使用一个聚焦的电子波束代替光束形成图像镜像。电子显微镜使用一个聚焦的电子波束代替光束形成图像镜像。电子显微镜使用一个聚焦的电子波束代替光束形成图像镜像。第39页/共82页第三十九页，编辑于星期五：十四点 二分。40其他图像模式应用的实例空间探索其他图像模式应用的实例空间探索第40页/共82页第四十页，编辑于星期五：十四点 二分。41其他图像模式应用的实例地球资源勘探其他

42、图像模式应用的实例地球资源勘探第41页/共82页第四十一页，编辑于星期五：十四点 二分。42其他图像模式应用的实例遥感图片其他图像模式应用的实例遥感图片第42页/共82页第四十二页，编辑于星期五：十四点 二分。43其他图像模式应用的实例气象预报其他图像模式应用的实例气象预报第43页/共82页第四十三页，编辑于星期五：十四点 二分。44其他图像模式应用的实例计算机绘画其他图像模式应用的实例计算机绘画第44页/共82页第四十四页，编辑于星期五：十四点 二分。45其他图像模式应用的实例计算机合成图像其他图像模式应用的实例计算机合成图像第45页/共82页第四十五页，编辑于星期五：十四点 二分。46其他

43、图像模式应用的实例军事应用其他图像模式应用的实例军事应用第46页/共82页第四十六页，编辑于星期五：十四点 二分。47其他图像模式应用的实例交通监控自动驾驶其他图像模式应用的实例交通监控自动驾驶第47页/共82页第四十七页，编辑于星期五：十四点 二分。48其他图像模式应用的实例其他图像模式应用的实例安全安全监控监控第48页/共82页第四十八页，编辑于星期五：十四点 二分。49其他图像模式应用的实例其他图像模式应用的实例指纹识别指纹识别指纹：最成熟的识别技术指纹：最成熟的识别技术指纹：最成熟的识别技术指纹：最成熟的识别技术从可靠性说，人与人之间，拥有相同指纹的概率为十亿分之从可靠性说，人与人之间

44、，拥有相同指纹的概率为十亿分之从可靠性说，人与人之间，拥有相同指纹的概率为十亿分之从可靠性说，人与人之间，拥有相同指纹的概率为十亿分之一。一。一。一。每个指纹的特征点很多，每个指纹的特征点很多，每个指纹的特征点很多，每个指纹的特征点很多，“节点节点节点节点”，也就是指纹纹路的分叉、，也就是指纹纹路的分叉、，也就是指纹纹路的分叉、，也就是指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置。终止或打圈处的坐标位置。终止或打圈处的坐标位置。终止或打圈处的坐标位置。通常，通常，通常，通常，手指上有手指上有手指上有手指上有7070个节点个节点个节点个节点，同时具有，同时具有，同时具有，同时具有7 7种以上的唯一的特

45、征。种以上的唯一的特征。种以上的唯一的特征。种以上的唯一的特征。根据美国联邦调查局的研究，在可以用软件识别的节点中，根据美国联邦调查局的研究，在可以用软件识别的节点中，根据美国联邦调查局的研究，在可以用软件识别的节点中，根据美国联邦调查局的研究，在可以用软件识别的节点中，最多有最多有最多有最多有7 7个或个或个或个或8 8个相同点。个相同点。个相同点。个相同点。第49页/共82页第四十九页，编辑于星期五：十四点 二分。50其他图像模式应用的实例其他图像模式应用的实例指纹识别指纹识别进行指纹识别时，首先用指纹读取设备获得指纹的图像，进行指纹识别时，首先用指纹读取设备获得指纹的图像，进行指纹识别时

46、，首先用指纹读取设备获得指纹的图像，进行指纹识别时，首先用指纹读取设备获得指纹的图像，然后对原始图像进行初步处理，使得更清晰。指纹识别软件然后对原始图像进行初步处理，使得更清晰。指纹识别软件然后对原始图像进行初步处理，使得更清晰。指纹识别软件然后对原始图像进行初步处理，使得更清晰。指纹识别软件在指纹上找到节点，并转换成特定的数据。最后，通过模糊在指纹上找到节点，并转换成特定的数据。最后，通过模糊在指纹上找到节点，并转换成特定的数据。最后，通过模糊在指纹上找到节点，并转换成特定的数据。最后，通过模糊比较的方法，把这些数据与数据库中的指纹数据进行比较，比较的方法，把这些数据与数据库中的指纹数据进行

47、比较，比较的方法，把这些数据与数据库中的指纹数据进行比较，比较的方法，把这些数据与数据库中的指纹数据进行比较，得到匹配结果。得到匹配结果。得到匹配结果。得到匹配结果。最新进展：将指纹二维图像与指纹的深度信息融合，进一步最新进展：将指纹二维图像与指纹的深度信息融合，进一步最新进展：将指纹二维图像与指纹的深度信息融合，进一步最新进展：将指纹二维图像与指纹的深度信息融合，进一步提高了识别的可靠性和数据的独特性。提高了识别的可靠性和数据的独特性。提高了识别的可靠性和数据的独特性。提高了识别的可靠性和数据的独特性。第50页/共82页第五十页，编辑于星期五：十四点 二分。511.4数数字字图图像像处处理理

48、的的基基本本步步骤骤FundamentalStepsinDigitalImageProcessing第51页/共82页第五十一页，编辑于星期五：十四点 二分。52Image Acquisition An image is captured by a sensor(such as a monochrome or color TV camera)and digitized.If the output of the camera or sensor is not already in digital form,an analog-to-digital converter digitizes it.第

49、52页/共82页第五十二页，编辑于星期五：十四点 二分。53CameraCamera consists of 2 parts A lens that collects the appropriate type of radiation emitted from the object of interest and that forms an image of the real object a semiconductor device so called charge coupled device or CCD which converts the irradiance at the imag

50、e plan into an electrical signal.第53页/共82页第五十三页，编辑于星期五：十四点 二分。54Frame GrabberFrame grabber only needs circuits to digitize the electrical signal from the imaging sensor to store the image in the memory(RAM)of the computer.第54页/共82页第五十四页，编辑于星期五：十四点 二分。55（1 1）灰度图象（2 2）二值图象（3 3）彩色及多光谱图象Captured images第