数字图像处理的基本概念
图像的概念 数字图像处理技术 数字图像主要应用
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图像的分类
“图像”(image)
一幅图像就是一个东西的一个表示，它包含 了所表示物体的相关描述信息，出现形式多种 多样
可视的和不可视的； 抽象的和实际的； 适于和不适于计算机处理的。
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两种基本的图像数学模型
连续模型
一般的图像都是能量的连续分布
离散模型
就是把数字图像看成离散采样点的集合，每个点 具有其各自的属性。 处理运算就是对这些离散单元的操作。 这种模型不能反映出图像的整体状态以及图像内 容间的联系。 图像及其内容由连续函数来描述会更好。
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图像信息——(1)符号信息
一般是用文字、符号、图形等表示的具体的 或抽象的事物。
电路图、机械图、打印的文件等，一般用二值图 像表示。 地图中也包含大量符号，但需要关注颜色信息， 因为它们都有确定的物理含义，如蓝色一般表示 湿地。
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图像信息——(2)景物信息
黑白照片 黑白电视画面。
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3.按照图像的光谱特性分
“可见光图像”； “红外光图像”； “雷达图像”； “声呐图像”。
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4.按照图像的时间特性分
“动态图像”
随时间变化的图像，如电 视和电影画面。
“静止图像”
不随时间变化的图像，如 各类图片。
狭义的数字图像处理仅指其中对图像信息进行处理。
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计算机图像处理技术
几何处理
坐标变换：图像的放大与缩小、旋转、移动 图像畸变校正 几何特征计算等。
算术与逻辑运算
图像的加减乘除，与或非等运算
图像增强
根据任务目标突出图像中感兴趣的信息，消除干扰，改善 图像的视觉效果或增强便于机器识别的信息
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2.数字图像处理
就是将图像转换成一个数据矩阵存放在图像存储器 中，然后再利用数字计算机，或其它的大规模集成数 字器件，对图像信息进行数字运算或处理。 优点：精度高、处理内容丰富、可以进行复杂的非线 性处理，处理方式灵活，同样的图像硬件系统，在改 变软件之后何以用于其它完全不同的任务。 缺点：由于目前计算机性能的限制，数字图像处理的 速度有限，对于一些有实时性要求的任务，必须利用 DSP加速或构建专用系统。
是一种能够使人产生主观感觉，但不取决于人本身的 客观场景中包含的信息。景物信息内容丰富，较难以 表达，只有在明确目标的前提下，才能得到正确处理
如卫星云图中蕴含着气旋信息，气旋的位置与强度 是一种客观存在。
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图像信息——(3)情绪信息
依赖于观察者，如艺术图片的效果就与观看者 本身的生理、心理、修养有很大的关系，此类 信息无法刻画。
“不可见的图像”
如温度、压力、高度以及人口密度等的分布图。
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缺陷图、应力图
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图像类型
（2）抽象图像
即“数学图像”，包括连续函数和离散函数。 离散函数图像就是计算机可以处理的形式。 物理图像必须要变成离散函数才能被计算机处理。
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图像处理的基本方法
图像处理（image processing）
对图像加工的各种技术方法的统称，它已 被广泛地应用于许多领域。
基本方法
模拟图像处理 数字图像处理
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1.模拟图像处理
包括光学图像处理和电子图像处理（电子光学处理） 光学方法是图像处理发展的起源 光学处理具有处理速度快、信息量大、分辨率高、经 济等优点。 模拟图像处理的缺点是精度差、灵活性差，器件具有 专用性，并且缺乏判断分析能力，不具备非线性处理 能力。 趋势：将光学处理和计算机相结合的方法，如利用光 学方法对图像进行傅立叶变换，再用计算机对频谱分 析。
将采样时测量的灰度值转化成整数表示。 模数转换器(ADC)
将电压值转化成一个整数。 一幅图像的数字表示，即数字图像f(x,y), f(x,y)以及x、y都是整数
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数字图像处理技术
广义的数字图像处理是指从图像获取到图像信息输出 的全过程，即图像处理系统
与计算机应用相关的设备 图像处理相关的方法 有效软件的实现 图像处理软件的应用 图像信息在计算机中的表示 图像数据库及检索 图像信息应用等。
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1.按照图像的存在形式分
（1）“物理图像” (physical images)
物质或能量的实际分布
“可见的图像”(visible image)
“图片” (picture)，包括“照片” (photograph)、“图” (drawings指用线条画成的)和“画” (paintings)， “图片” 等价于“图像”，也就是说“picture”经常和“image”一词混 用； “光图像” (optical images)，即用透镜、光栅和全息术产 生的图像，如荧幕、屏幕上出现的影像。光(学)图像是光 强度的空间分布。
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数字图像处理的几个基本术语
数字化(digitizing)
“采样”与“量化” 采样(sampling) :在一幅图像的每个像素位置上测量 灰度值。
图像传感
电压值/电流 图像空间的数字化 感光单元
采样定理:图像采样的频率必须大于或等于源图 像最高频率分量的两倍。
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2.按照图像的色彩特性分
彩色图像，又称为“多光谱图像”
图像上的每个点有多于一个的局部特征。
彩色电视中重现的三基色图像，每个像素点就需要有 红、绿、蓝三个基色的三个亮度值表示。 遥感图像可以提供多达7个不同通道的信息。
黑白图像，又称“灰度图像”、“亮度图像”、 “单色图像”等，
每个像素点只有一个亮度值。
此三项是图像预处理中常涉及的内容。
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计算机图像处理技术
图像复原
根据图像退化模型，消除退化因素，恢复原始的图像 散焦，散焦模型，逆滤波