數(shù)字圖像處理期末整理

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1、第一章引言l科學的四大基本問題：物質(zhì)的本質(zhì)、宇宙的起源、生命的本質(zhì)、智能的產(chǎn)生l“智能”的前提與必要條件——感知能力：通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感覺器官感知外部世界的能力。l自然界中的一切生命形式與環(huán)境的相互作用，視覺感知是最基本的：1.人類信息的80%來自視覺(50%大腦皮質(zhì))2.功能與結(jié)構(gòu)存在對應關(guān)系3.生物視覺系統(tǒng)提供了依據(jù)1.圖像中的歷史世界上第一幅圖像（1827年）法國印刷工人尼埃普斯第一張彩色風景照片（1877年）由發(fā)明減色法拍照的的L·D·杜國·豪倫拍攝1921年，通過字符模擬電報打印機產(chǎn)生的數(shù)字圖像1922年，通過光學還原電報打印機產(chǎn)生的

2、數(shù)字圖像1929年，通過15級色調(diào)的Pershing,Foch會面圖像第一張數(shù)碼照片（1957年）醫(yī)學CT（1979，諾貝爾獎）科馬克和洪斯菲爾德2.學習本課程的意義掌握圖像處理基本編程能力；理解如何采用數(shù)學理論解決實際問題3.數(shù)字圖像處理能解決什么問題傳統(tǒng)應用領(lǐng)域——醫(yī)學、軍事、航天；模式識別、人工視覺熱門應用領(lǐng)域——印刷制版、電視、互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、DRM;電影特技、游戲動畫制作、數(shù)字相機；虛擬現(xiàn)實、電子商務、寬帶應用、DAM反腐DRM（DigitalRightsManagement）內(nèi)容數(shù)字版權(quán)加密保護技術(shù)DAM（DigitalAssetManagem

3、ent）數(shù)碼資產(chǎn)管理，涵蓋構(gòu)造、檢索、共享照片等數(shù)碼資產(chǎn)的各個方面1.數(shù)字圖像處理和相關(guān)學科的聯(lián)系遙感：美國JPL實驗室（JetPropulsionLaboratory）探索者月球圖像、勇氣號火星圖像、農(nóng)作物產(chǎn)量計算、農(nóng)作物病情防治、山林防火等視頻監(jiān)視、公安：銀行防盜，人臉識別等工業(yè)檢測與測量：公路路面破損圖像識別軍事偵察、高精度制導醫(yī)療診斷：CT技術(shù)，癌細胞識別等通訊：可視電話，視頻點播等影視業(yè)、娛樂、公眾服務：廣告，基于內(nèi)容檢索等數(shù)碼相機的“笑臉技術(shù)”；車輛自動計數(shù)；指紋識別；Photoshop＝“圖像藝術(shù)化處理”；PremierePro＝“視頻藝術(shù)化

4、處理”l應用領(lǐng)域示例(1)視頻通信：可視電話，電視會議，按需電視，遠程教育；(2)文字檔案：文字識別，過期檔案復原，郵件分撿，支票，簽名辮偽，辦公自動化；(3)生物醫(yī)學：紅白血球計數(shù)，染色體分析、X光、CT、MRI、PET圖像分析，醫(yī)學手術(shù)模擬規(guī)劃，遠程醫(yī)療；(4)遙感測繪：巡航導彈制導，無人駕駛飛機飛行，精確制導，礦藏勘探，資源探測，氣象預報，自然災害監(jiān)測；(5)工業(yè)生產(chǎn)：工業(yè)檢測，工業(yè)探傷，自動生產(chǎn)流水線監(jiān)控，移動機器人，無損探測，金相分析，印刷板質(zhì)量檢驗，精細印刷品缺陷檢測；(6)軍事公安：雷達圖像分析、巡航導彈路徑規(guī)劃/制導，罪犯臉形合成、識別，指

5、紋、印章的鑒定識別；(7)交通管理：太空探測、航天飛行、公路交通管理。l數(shù)字圖像處理目的對圖像進行藝術(shù)化處理，讓人們得到視覺享受對圖像進行內(nèi)容分析，根據(jù)圖像內(nèi)容進行某種決策判斷l(xiāng)與數(shù)字圖像處理相關(guān)的研究領(lǐng)域計算機圖形學：“計算機藝術(shù)”（示例——虛擬光照）計算機視覺：能夠理解自然景物的系統(tǒng)三者密不可分第一章數(shù)字圖像的基本概念圖像處理技術(shù)1.圖像的概念有三個與圖像有關(guān)的英語詞：“Picture”畫、圖畫、圖像、圖片、電影等等；“image”像、圖像、景像、映像、影像、映射等；“Pattern”模型、式樣、樣本、圖案、圖、圖形等。區(qū)分：Picture指與照片等相

6、似的用手工描繪的人物或景物，側(cè)重于手工描繪的一類“畫”。Pattern指圖形，在拉丁語中指裁衣服的紙樣。因此，它主要是指圖案、曲線、圖形。Image是指用鏡頭等科技手段得到的視覺形象?？啥x為：“以某一技術(shù)手段被再現(xiàn)于二維畫面上的視覺信息”通俗說法：Image是用技術(shù)手段把目標（Object）原封不動的一模一樣地再現(xiàn)的景物。包含用計算機等機器產(chǎn)生的景物。l本課程所說的圖像處理應為“ImageProcessing”。要處理的主要有屬于照片、復印圖、電視、傳真、計算機顯示的一類圖像。2.有關(guān)光學的預備知識l發(fā)光強度(I)(Intensity)==》光源發(fā)光的功

7、率單位主要有兩種：燭光功率（CandlePowerCP)：1CP是指標準蠟燭發(fā)出的光。標準蠟燭是用鯨腦油制成，重1/6磅，燃燒率為120格令（1格令＝0.0648克）的蠟燭。新燭光(Candlecd)：1cd就是“全幅射體”加溫到鉑的熔點（2024oK）時1平方厘米表面面積上發(fā)出的光的1/60?！叭潴w”：某一物質(zhì)加熱到某一溫度時，它發(fā)出的能量分布在整個可見光范圍內(nèi)。理論上的全幅射體就是一個完全黑體，當冷卻后，它將吸收所有入射到它上面的光。實用中可認為1cp=1cdl光通量(φ)每秒鐘內(nèi)光流量的度量。單位：流明(lumen--lm)。流明是指與1cd的光

8、源相距單位距離，并與入射光相垂直的單位面積上每秒鐘流經(jīng)的光流量叫１