视、听、触、嗅、味等
1.1 数字图像
（模拟）图像分类
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维数：二维图像 i( x, y) 、三维图像 i( x, y, z )
颜色：黑白图像、彩色图像
时间：静止图像、活动图像 静止——文字、图片等
运动——分行物、心脏图 三维立体——山脉、建筑群
1.1.2 数字图像的基本特点
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处 理 前 后
1.5.1 遥感图像处理
地表覆盖
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1.5.1 遥感图像处理
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遥 感 应 用 一 例
1.5.2 工业与实验图像处理
自动装配生产线： 实时图像处理
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机器人视觉：
无损探伤： 车辆牌照识别： 流动显示与测速：
立体图像对处理
高能X射线探测金属内部 交通管制 PIV 粒子图像测速
信息量大：512×512×8bit＝256KB 256KB×25帧/s＝6400KB=6.25MB
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占用的频带较宽：电视图像的带宽5～6MHz，而 语言带宽4KHz，频带越宽，技术实现难度越大 像素相关性大：压缩潜力大 评价受人的影响大
1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
1.1 数字图像
1.1.1 数字图像的基本概念 色彩：黑白、彩色 图像处理:
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是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 图像处理方法：
光学方法 、电子学方法
1.1 数字图像
模拟图像 采用数字化（离散化）表示和数字技术出现之 前，图像是连续的，这一类图像称为模拟图像 或连续图像 连续：从时间上和从数值上是不间断的
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图像处理、图像分 割、图像分析 由原始图像处理出 分析结果
计算机图形学与图像处理是逆过程
1.3.2 计算机图形学
图像处理 图像 计算机 图像识别
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图形学 描述
图像理解
1.3.3 计算机视觉
计算机视觉 研究对象 研究内容 过程 图像或图像序列 视觉感知、图像理 解 由图像特征感知识 别和理解三维场景 图像处理 图像
文化艺术图像应用：服装设计、照片的复制和修复、 运动员动作分析等
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图像数据传输应用：图像的存储、刻盘、互联网传输， 以及其它卫星传输、无线传输等
1.4 数字图像处理的主要应用与趋势
数字图像输入输出设备
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1.4.2 数字图像处理的发展趋势
从低分辨率向高分辨率发展
从二维（2D）向三维（3D）发展
军事侦察： 战略目标定位、多光谱去伪装
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导弹末制导：
农作物估产： 地质研究：
红外、雷达图像处理
多光谱图像分析 宏观地质结构、探矿
灾情估计：
气象云图：
红外图像统计
图像几何处理与拼接
1.5.1 遥感图像处理
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遥感图像
1.5.1 遥感图像处理
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增强前后的 遥感图像
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印刷体文字识别：
机械图样自动录入：
OCR 文字图像识别
线条跟踪、拟合
1.5.5 公安图像处理
指纹图像处理： 刑侦、司法鉴定、自动门卫
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枪纹图像处理： 刑侦、司法鉴定
面孔图像处理： 自动门卫 印章比对： 笔迹比对： 司法鉴定、银行支票 刑侦、司法鉴定
1.5.5 公安图像处理 指纹识别
表达： 建模，图像采样、数字化 图像和视觉基础 图像变换： 提高图像质量
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图像基础
图像增强： 图像复原： 图像重建：
改善图像质量 去噪声、去模糊 重建原始图像
图像几何处理：平移、缩放、旋转、扭曲
图像处理
1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
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图像编码压缩
北京航空航天大学 图像处理中心
数字图像处理及分析
制作：张弘 教授
机械工业出版社出版
主教材
数字图像处理与分析．张弘等．机械工业出版社
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参考读物
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[1] Refael C.Gonzalez & Richard E.Woods．数字图像处理 （第二版）．阮秋琦，阮宇智，等译．北京：电子工业 出版，2003．
1.5.3 医学图像处理 X光图像增强
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1.5.3 医学图像处理
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CT 切 片 图 像
1.5.3 医学图像处理 CT边缘提取
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1.5.3 医学图像处理 B超图像
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1.5.3 医学图像处理 染色体
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1.5.4 办公图像处理
邮政编码识别： 手写数字图像分 割、图像分析 由原始图像处理出 分析结果
1.4 数字图像处理的主要应用与趋势 1.4.1 数字图像处理的主要应用 1.4.2 数字图像处理的发展趋势
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1.4 数字图像处理的主要应用与趋势
1.4.1 数字图像处理的主要应用
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遥感图像应用：资源调查、灾害监测、农林业规划、城市
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1.1 数字图像
数字图像
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模拟图像：采样和量化。
基本单位：像素
像素为元素的矩阵，像素的值代表图像在该位置的 亮度，称为图像的灰度值。
数字图像像素具有整数坐标和整数灰度值。
1.1 数字图像
图像是一种语言 表达方法直观
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表现力强
图像信息是人类信息获取和交流的主要方式
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从静止图像向动态图像发展
从单态图像向多态图像发展 从图像处理向图像理解发展
1.5 工程应用简介 1.5.1 遥感图像处理 1.5.2 工业与实验图像处理
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1.5.3 医学图像处理
1.5.4 办公图像处理
1.5.5 公安图像处理
1.5.6 影视图像处理
1.5.1 遥感图像处理
1.5.1 遥感图像处理 高分辨率遥感图像1
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1.5.1 遥感图像处理 高分辨率遥感图像2
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1.5.1 遥感图像处理 香 港 新 机 场 遥 感 图 像
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1.5.1 遥感图像处理
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航 片
1.5.1 遥感图像处理
遥感多光谱图例
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1.5.1 遥感图像处理
[2] K. R. Castleman．Digital Image Processing．清华大学出 版社，1998
[3] W. K.Pratt．数字图像处理学．科学出版社，1984 [4] 沈庭芝．数字图像处理及模式识别．北京理工大学出版 社，1998 [5] 章毓晋．图像处理和分析．清华大学出版社，1999 [6] 夏良正．数字图像处理．东南大学出版社，1999
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1.5.6 影视图像处理 黑白相片
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Girl
Lena
1.5.6 影视图像处理
系统结构图
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作业
1-1 结合每个人的本专业学科、工作应用，谈谈 数字图像处理的关系或在本专业学科中的应用。 1-2 除前面介绍的例子之外，试举一些其他的图像 应用的工程例子。 1-3 图像处理与计算机图形学的区别与联系是什么？
1.5.2 工业与实验图像处理 识别棉花中的杂质
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1.5.2 工业与实验图像处理 车牌识别
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1.5.2 工业与实验图像处理 工件裂纹检测
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1.5.3 医学图像处理
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病理图像分析： X射线图像处理： 超声图像处理： CT图像重建：
显微图像、染色体图像 X射线透视和照片增强 黑白超和彩超、动态 断层图像计算
图像是人类信息获取的重要手段 数字图像的分辨率逐步提高
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数字图像可以充分利用现代化的数字通讯和信息 传输技术
数字图像可以长期保存和永不失真
1.2 数字图像处理 1.2.1 数字图像处理的基本特点 1.2.2 数字图像处理的主要研究内容
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1.2.1 数字图像处理的基本特点
第1章 绪论 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 数字图像 数字图像处理 相关学科和领域 主要应用与发展趋势 工程应用简介
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1.1 数字图像 1.1.1 数字图像的基本概念 1.1.2 数字图像的基本特点
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1.1 数字图像
1.1.1 数字图像的基本概念
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图：反射光或透射光的分布，或自身发出的能量 （客观） 像：人的视觉系统对图的接收在大脑中形成的印象 或认识 （主 观） 观察系统使用的光波段：可见光、红外、 X射线、 微波超声 波、 射线等 图像：静止——文字、图片等 运动——分行物、 心脏图
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1.5.6 影视图像处理
照片去模糊处理： 焦距模糊、运动模糊
绿幕剪影： 变脸特技： 静止图像压缩： 动态图像压缩： 图像合成 帧间插值处理 JPEG标准、网络传输 MPEG标准、VCD和DVD
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数字电影院：
未来电影技术
1.5.6 影视图像处理 由黑白图像转换的伪彩色图像
规划、环境保护等 医学图像应用:计算机断层摄影计算成像CT技术、X射线、 染色体分析等 工业和实验图像应用:无损探伤、自动检查和识别、智能 机 器人等
1.4.1 数字图像处理的主要应用
办公室自动化图像应用：邮政编码图像识别、OCR （字符识别系统）、自动判卷系统、各类图纸自动识 别与录入系统等 军事公安图像应用：自动跟踪技术、指纹识别、不完 整图片的复原、监控等