《数字图象处理与分析》 刘直芳等，清华大学出版社 苏丰 suf@graphics.nju.edu.cn http://210.28.132.116/
第1章 绪论 图像处理概述 数字图像处理基本特点及优点 数字图像处理主要研究的内容 数字图像处理的发展及应用
图像处理概述 什么是图像？ “图”是客观存在的 “图”是物体投射光或反射光的分布 “像”是人的视觉系统对图的接收在大脑中形成的印象或认识 图像是两者的结合 “图”是客观存在的 “像”是人的感觉 什么是图像？
图像分类 图像 数学函数 连续函数 离散函数 可见图像 图片 照片 图 画 不可见物理图像
光学图像 Lena 大脑断层图像
彩色图像－RGB 索引色图像 灰度图像－灰度图（gray-scale image）按照灰度等级的数目来划分。 一幅标准灰度图像，如果每个像素的像素值用一个字节表示，灰度值级数就等于256级，每个像素可以是0～255之间的任何一个值，一幅640×480的灰度图像就需要占据300KB的存储空间。 二值图像：只有黑白两中颜色的图像称为单色图像（monochrome image），如下图所示的标准图像。图中的每个像素的像素值用1位存储，它的值只有“0”或者“1”，一幅640×480的单色图像需要占据37.5 KB的存储空间。
为什么需要图像处理 为什么进行图像处理？ 易于存储和传输 显示和打印需要 提取信息 增强和恢复 存储到数码相机，从火星传回一幅图片 调整图片大小，色调等 为什么进行图像处理？ 如从老的照片中去除痕迹，在X光照片中，提高肿瘤的可视性 如从信封上自动获取邮政编码，从航空影像上测量水的污染性 提取信息 增强和恢复
例子：调整了亮度和对比度
一个被采样和量化后的二维函数 采用等距离矩形网格采样 数字图像 对幅度进行等间隔量化
图像处理 图像信息加工 满足视觉心理和应用要求 获取外界信息－视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等多种，但绝大部分是来自视觉所接收的图像信息，“百闻不如一见”
图像处理分类 模拟处理 数字处理 包括光学透镜处理、照相、广播电视等 采用数字计算机对数字化形式的图像进行处理 优点 缺点 优点 缺点 速度快，一般是实时处理 精度低，抗干扰性差，灵活性差，没有对图像的理解能力和非线性处理能力 图像处理分类 精度高，处理内容丰富，处理手段灵活 优点 计算量大，处理速度较慢 缺点
将一幅图像从原来的形式转化为数字形式的过程。 逆过程是“显示” 一个非破坏性的过程 将一幅图像从原来的形式转化为数字形式的过程。 定义 数字化 把图像划分为矩形网格，即光栅 对一幅图像内给定位置的寻址 扫描的最小单元为像素 扫描
数字图像处理的特点 信息量大 256x256 黑白图像 64K byte 512x512 彩色图像 768K byte 25Frame/s 电视图像 约20M byte 计算一下20G的硬盘能存多长时间的电视节目。
综合性强 基础知识和专业技术 广泛－通信技术、计算机技术、电子技术、光电技术、心理学、生理学 数学、物理
相关性大－相邻象素之间一般都有相同或接近的灰度 受人的因素影响大 音乐家或头像？
数字图像处理的优点 再现性好 处理精度高 适用面宽 灵活性高
主要研究的内容 图像变换
图像增强和复原－改善图像质量
图像压缩编码 图像分割－特征 图像分析和理解
数字图像处理的应用 它从60年代开始，随着计算机技术的发展而迅速发展起来：美国喷气推进实验室(JPL)对徘徊者7号在64年发回的几千张月球照片，用数字图像处理技术，成功地绘制出月球表面地图。随后又对探测飞船发回的照片进行了图像处理，从此开始了数字图像处理的广泛应用。
在航天、航空中的应用 –气象监测、资源利用，再如农作物产量计算，农作物病情防治，山林防火等
视觉监视、公安-军事自动化指挥系统 、案件侦破、指纹识别，人脸鉴别，以及交通监控、事故分析、银行监控 银行监控，人脸识别等。
工业检测与测量-无损探伤，石油勘探，生产过程的自动化(识别零件，装配，质量检查)，工业机器人视觉 公路路面破损图像识别 龟 裂 网 裂
军事侦察、高精度制导
医疗诊断：-X射线、超声、显微图片分析，内窥镜图、温谱图分析，断层及核磁共振分析 CT技术，癌细胞识别等。
通讯：-图象传真，电视电话，卫星通讯，数字电视 可视电话，视频点播等。
影视业、娱乐、公众服务-动画的制作，电子图像游戏 广告，基于内容检索等。