用
像素
二
7667
维
数字化5 22 5 Nhomakorabea矩
7 22 7
阵
7 66 7
表
将模拟图像数字化的主要设备有扫描仪。
示
将视频画面数字化的设备有图像采集卡、数码照相
机。
数字图像处理的概念
2.图像处理涉及的相关领域：（图像分析、计算机视 觉） 低级处理：输入输出均为图像 （如图像缩放、图 像平滑） 中级处理：输入图像，输出提取的特征 （如区域 分割、边界检测） 高级处理：理解识别的图像 (如无人驾驶，自动机 器人)
图像压缩编码技术可以减少描述图像的数据量，以便节约图像 存储的空间，减少图像的传输和处理时间。
图像压缩有无损压缩和有损压缩两种方式，编码是压缩技术中 最重要的方法，在图像处理技术中是发展最早和应用最成熟的 技术。
主要方法：熵编码，预测编码，变换编码，二值图像编码、 分形编码……
数字图像处理的主要研究内容
对于单色即灰度图像而言，每个象素的亮度用一个数 值来表示，通常数值范围在0到255之间，即可用一 个字节来表示， 0表示黑、255表示白，而其它表示灰度级别。
数字图像处理的概念
1. 数字图像的表示：f(x,y)表示一幅图像，x,y,f为有限、离散值
数字图像
以数字格式存放的图像
计算机方便处理
灰度信息数字化
美国航天器传送的 第一张月球照片， “旅行者7号”卫 星1964年7月31日 9点09分（东部白 天时间）在光线影 响月球表面17分钟 时摄取的图像
绪论
数字图像处理的起源
3. 20世纪60年代末、70年代初 开始用于医学图像、地球遥感、天文学等领 域
胸部X射线图像
头部CT图 像
绪论
数字图像处理的起源
1922年在信号两 次穿越大西洋后， 从穿孔纸带得到的 数字图像
绪论
数字图像处理的起源
1929年 从伦敦到 纽约用15 级色调设 备传送的 照片
绪论
数字图像处理的起源
2. 20世纪60年代早期 第一台执行有意义的图像处理任务的大型计算机 的发展，空间项目开发利用计算机改善空间探测器发回的图像工作
3．数字图像处理技术适用面宽。原始模拟图像可以 来自多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是 不可见的波谱图像、超声波图像或红外图像。
数字图像处理各层次关系 1.图像处理的三个层次
图3 三个层次
数字图像处理各层次关系
（1）图像处理：对图像进行各种加工，以
改善图像的视觉效果；强调图 像之间进行的 变换；图像处理是一个从图像到图像的过程。
（2）图像分析：对图像中感兴趣的目标进
行提取和分割，获得目标的客观信息（特点 或性质），建立对图像的描述； 以观察者为中心研究客观世界； 图像分析是一个从图像到数据的过程。
数字图像处理各层次关系
(3) 图像理解：研究图像中各目标的性质和它
们之间的相互联系；得出对图像内容含义的 理解及原来客观场 景的解释；
3. 图像的增强和复原
图像增强和复原的目的是为了改善图像的视觉效 果，如去除图像噪声，提高图像的清晰度等。图像 增强不考虑图像降质的原因，突出图像中感兴趣的 部分。图像复原要求对图像降质的原因有所了解， 根据图像降质过程建立“退化模型”，然后采用滤 波的方法重建或恢复原来的图像。
主要方法：灰度修正、平滑、几何校正、图像锐化、 滤波增强、维纳滤波……
数字图像 由模拟图像采样和量化而得。组成数字图像 的基本单 位是像素，所以数字图像是像素的集合。
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
图像
图1：原图
图2：将原图放大4倍
数字图像
数字图像是指由被称作象素的小块区域组成的二维矩 阵。将物理图象行列划分后，每个小块区域称为像素 （pixel）。 每个像素包括两个属性：位置和灰度。
4. 至今 广泛用于工业、医学、生物科学、地理学、考古学、物理学、天文 学等多个领域
太空技术：航天技术、空间防御、天文学 生物科学：生物学和医学 刑事/物证：指纹、人脸分析 国防：军事探测 工业应用：产品检测 日常生活应用：照片编辑、影视制作
图像
图：反射光或透射光的分布，或自身发出的能量
像：人的视觉系统对图的接收在大脑中形成的印象 或认识
y=0,1, ••• ,N-1 （灰度级为256，设灰度量化为8bit）
数字图像处理的基本特点
1．具有数字信号处理技术共有的特点。 （1）处理精度高。 （2）重现性能好。 （3）灵活性高。
2．数字图像处理后的图像可能是供人观察和评价的， 也可能作为机器视觉的预处理结果。
数字图像处理的基本特点
数字图像处理 基本概念
数字图像处理基本概念
1.绪论 2.图像 3.数字图像 4.数字图像处理的基本特点 5.数字图像处理各层次关系 6.数字图像处理的主要研究内容
绪论
数字图像处理的起源
1. 20世纪20年代 第一次通过海底电缆传输图像
1921年用电报打 印机采用特殊字符 在编码纸带中产生 的图像
观察系统使用的光波段：可见光、红外、X射线、 微波超声波等
图像：静止——文字、图片等 运动——飞行物、心脏图等
图像
色彩：黑色、彩色
图像处理：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
图像是一种语言：表达方法直观、表现力强
图像
模拟图像 模拟图像即为连续图像，指从时间上和数值上是不 间断的。
3.数字图像处理 包括输入和输出均是图像的处理，同时也包括从图
像中提取特征及识别特定物体的处理。
数字图像处理的概念
数字图像常用矩阵来表示：
f(0,0)
f(0,1) f(0,N1)
f(x,y)
f(1,0)
f(1,1) f(1,N1)
f(N1,0) f(N1,1)
f(N1,N1)
NN
x=0,1,••• ,N-1 f(i,j)=0~255，
以客观世界为中心，借助知识、经验来推 理、认识客观世界，属于高层操作（符号 运算）。
数字图像处理的主要研究内容
1.图像变换
傅立叶变换 沃尔什变换 离散余弦变换 小波变换
……
采用各种图像变换方法 对图像进行间接处理。 有利于减少计算量并进 一步获得更有效的处理。
数字图像处理的主要研究内容
2.图像压缩编码