(中文版，阮秋琦译，电子工业出版社)
2.数字图像处理及MATLAB实现，余成波，重庆大学出版 社， 2003
3. 数字图像处理学 Visual C++实现，郎锐编，北京希望电子出 版社，2002
Digital Image Processing
第1章
1.1
绪论
◆
图像和图像处理
数字图像处理的步骤和方法
……
…… 111,114,114,123,126,121,116,110,107,116,116,129,135,134,131,120,126,121, 85, 32, 29, 43, 33, 37, 52, 32, 105,114,117,118,123,122,116,113,118,112,104,108,111,105,113,126,123,107, 51, 27, 25, 34, 40, 35, 39, 36,
图像分类：根据图像空间坐标和幅度（亮度或色彩）的连续性可
分为模拟（连续）图像和数字图像。模拟图像是空间坐标和幅度 都连续变化的图像，而数字图像是空间坐标和幅度均用离散的数 字（一般是整数）表示的图像。
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什么是数字图象？
数字图象是指由被称作象素的小块区域组成的二维矩阵。 对于单色即灰度图象而言，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。如下图所示：
图像的特点：
（1）空间有界:人的视野有限，一幅图像的大小也有限。
（2）幅度（强度）有限 ：即对于所有的x，y都有
0≤f(x,y) ≤ Bm 其中Bm为有限值 。
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1.2
数字图像处理的步骤和方法
1.2.1 数字图像处理的基本步骤 图像信息的获取：采用图像扫描仪等将图像数字化。 ▓ 图像信息的存储：对获取的数字图像、处理过程中的图像 信息以及处理结果存储在计算机等数字系统中。 ▓ 图像信息的处理：即数字图像处理，它是指用数字计算机 或数字系统对数字图像进行的各种处理 。 ▓ 图像信息的传输：要解决的主要问题是传输信道和数据量 的矛盾问题，一方面要改善传输信道，提高传输速率，另外要 对传输的图像信息进行压缩编码，以减少描述图像信息的数据 量。 ▓ 图像信息的输出和显示：用可视的方法进行输出和显示。
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图像信息的重要性还在于人们的视觉系统有着瞬间获取 图像、分析图像、识别图像和理解图像的能力。从视觉接受 信息的角度看，可认为图像是空间客观景物在眼球视网膜上 形成的像。 视觉系统和大脑具有高超的能力，能区分图像中的物体 与背景；能感知颜色、亮度、形状、方向、位置、运动等信 息的细微差别；能将有意义的信息综合成一体；有很强的信 息存储能力；具有高效地进行平行处理的能力等等。其实， 人们在生活和非自动化生产中，都离不开用视觉获取图像和 处理图像。
图像处理芯片：将许多图像处理功能集成在一个很小的芯 片上，形成专用或通用的图像处理芯片 。
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1.4
▓
数字图像处理的主要应用
宇宙探测中的应用：主要是星体图片的获取、传送和处理。
通信方面的应用：图像信息传输、电视电话、卫星通信、数 字电话等。主要是压缩图像数据和动态图像（序列）传送 。
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图像信息的重要性
图像是一种空间信息，它具体地表明了事物的形态、位置 和色彩等，以便人们进行观察、测量和识别。图像包含了丰富的 信息，它直观地提供了景物的颜色、亮度、纹理、位置和形状等。 上述信息成为人们理解该图像所表现的事物的基础。
图像在人类接收和传递信息中都起着重要的作用。因为图 像比起声音、文字信息有其突出的长处，那就是图像的直观性、 客观性，它能原封不动地将客观事物的原形展现在眼前。而声音、 文字信息则是通过描述来表达事物，即属于描述性的信息。会受 到描述者的许多因素的影响，诸如主观、片面、专业、情绪、状 态等都会使描述偏离客观事物。
◆1.2
◆1.3
◆1.4
数字图像处理系统的组成
数字图像处理的主要应用
◆1.5
课程内容简介
Digital Image Processing
1.1
1.1.1 图像
图像和图像处理
什么是图像：“图”是物体透射或反射光的分布，是客观存在的。
“像”是人的视觉系统对图在大脑中形成的印象或认识，是人的 感觉。图像（image）是图和像的有机结合，既反映物体的客观 存在，又体现人的心理因素；是客观对象的一种可视表示，它包 含了被描述对象的有关信息。
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人类通过眼、耳、鼻、舌、身 接受信息，感知世界。
约有75%的信息是通过视觉系统获取的。 数字图象处理是用数字计算机处理所获取视觉 信息的技术。
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1.1
1.1.2 图像处理
图像和图像处理
图像处理（image processing）就是对图像信息进行加工处 理和分析，以满足人的视觉心理需要和实际应用或某种目的（如 压缩编码或机器识别）的要求。图像处理可分为以下3类 ：
▓
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1.2
数字图像处理的步骤和方法
1.2.2 数字图像处理的内容和方法 图像数字化：将非数字形式的图像信号通过数字化设备 转换成数字图像，包括采样和量化。
▓
图像变换：对图像信息进行变换以便于在变换域对图像进 行更有效的处理。
▓
图像增强：增强图像中的有用信息，削弱干扰和噪声，提 高图像的清晰度，突出图像中所感兴趣的部分。
▓
图像分析与描述：主要是对已经分割的或正在分割的图 像各部分的属性及各部分之间的关系进行分析表述。
▓
图像识别分类：根据从图像中提取的各目标物的特征， 与目标物固有的特征进行匹配、识别，以作出对各目标物 类属的判别。
▓
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1.3
数字图像处理系统的组成
一个基本的数字图像处理系统由图像输入、图像存储、 图像通信、图像处理和分析五个模块组成。 如下图所示：
图像通信
图像输入
处理和分析
图像Image Processing
Digital Image Processing
1.3
▓
数字图像处理系统的组成
数字图像输入模块：也称图像采集或图像数字化，是利用 图像采集设备（数码相机、数码摄像机等）来获取数字图 像，或通过数字化设备（如图像扫描仪）将要处理的连续 图像转换成适于计算机处理的数字图像。 数字图像存储模块：用于图像处理和分析的数字图像存储 器可分为三类：处理和分析过程中使用的快速存储器；在 线或联机存储器；不经常使用的数据库（档案库）存储器。 如计算机内存、硬盘、软盘、闪存盘、CD光盘、DVD光盘等。
▓
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1.3
▓
数字图像处理系统的组成
数字图像输出模块：在图像分析、识别和理解中，一般需要将 处理前后的图像显示出来，或将处理结果永久保存。前者称为软 拷贝或显示，使用设备包括CRT显示器、液晶显示器和投影仪等。 后者称为硬拷贝，使用设备包括照相机、激光拷贝和打印机等。 数字图像通信模块：对图像数据进行传输和通信。由于图像数 据量很大，而能提供通信的信道传输率又有限，因此传输前必须 对表示图像信息的数据进行压缩编码，以减少图像数据量。
▓ ▓
数字图像处理与分析模块：包括处理算法、实现软件和计算机， 一般包括下面三种形式：
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1.3
数字图像处理系统的组成
通用图像处理：适用于功能要求灵活，图像数据量大，但 实时性要求不高的图像处理与分析算法，也可辅之于方便 灵活的操作界面。
专用图像处理系统：对于象CT、核磁共振、彩色B超、机 场安检等专用影像处理，可采用能满足实际应用的专用计 算机和专用图像处理算法等，来构成专用图像处理系统。
等），而用计算机对光学处理结果（如频谱）进行分析判断等 处理。该方法是前两种方法的有机结合，它集结了二者的优点。 光电结合处理是今后图像处理的发展方向，也是一个值得关注 的研究方向。
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1.1
1.1.3 图像的表示
图像和图像处理
图像的数学表示：一幅图像所包含的信息首先表现为光的强度
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1.1
图像和图像处理
数字图像处理：即利用计算机对数字图像进行处理
，它具有精度 高、处理内容丰富、方法易变、灵活度高等优点。但是它的处 理速度受到计算机和数字器件的限制，一般也是串行处理，因 此处理速度较慢。
光电结合处理：用光学方法完成运算量巨大的处理（如频谱变换
▓
图像恢复（复原）：对退化的图像进行处理，使处理后的 图像尽可能地接近原始（清晰）图像。
▓
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1.2
▓
数字图像处理的步骤和方法
图像压缩编码：对待处理图像进行压缩编码以减少描述 图像的数据量。 图像分割：根据选定的特征将图像划分成若干个有意义 的部分，这些选定的特征包括图像的边缘、区域等。
（3） 平面图像： I = f (x, y, λ, t) 而对于平面上的静止灰度图像，其数学表达式可简化为： I = f (x, y)
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1.1
图像和图像处理
运动图像可用（静止）图像序列表示，彩色图像可分 解成三基色图像，三维图像可由二维重建。因此本课程主 要针对平面上的静止灰度图像进行论述。