目录
一、数字图像与数字图像处理
1. 基本概念
1.1 处理方法通常有:
1.2 图像处理的基本特征∶
2. 图像处理与图像分析的关系
3. 数字图像处理的优点
二、数字图像处理系统组成及研究内容
1.数字图像处理系统的组成
1.1 基本图象处理系统的结构
1.2 图像输入设备
1.3 扫描仪分辨率与扫描图象的大小
1.4 图像输出设备编辑
2. 图像处理技术研究的内容
2.1 图像变换(image transform)
2.2 图像增强(image enhancement)
2.3 图像恢复(image restoration)
2.4 图像压缩编码(image compression)
2.5 彩色图像处理(color image processing)
2.6 图像的三维重建(Three-dimensional reconstruction )
2.7 图像分割(image segmentation)
2.8 图像的表示和描述(representation and description)
三、数字图像处理技术的应用领域
1.发展历史
1.1 20世纪20年代:报纸业.
1.2 1964年:航天技术。
1.3 20世纪70年代:遥感卫星和医学
2. 应用领域
一、数字图像与数字图像处理
1. 基本概念
(1) 图∶是物体反射或者透射电磁波的分布。
(2）像∶是人的视觉系统对接收的图信息在大脑中形成的印象。
(3) 图像(image):是“图”和“像”的结合。具体来说，就是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的、可以直接或间接作用于人的视觉系统而产生的视知觉实体。
(4) 图像处理(image processing):是对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。
1.1 处理方法通常有:
模拟图像处理(analogue image processing)
数字图像处理(digital image processing)
光电结合处理(optoelectronic processing)
模拟图像处理:也称光学图像处理，它是利用光学透镜或光学照相方法对模拟图像进行的处理，其实时性强、速度快、处理信息量大、分辨率高，但是处理精度差，难有判断功能。
数字图像处理(digital image processing) ,就是利用计算机技术或其他数字技术，对图像信息进行某些数学运算和各种加工处理，以改善图像的视觉效果和提高图像实用性的技术。
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给音，它集结了二者的优点。
1.2 图像处理的基本特征∶
系统的输入和输出都是图像。
图像分析∶通过对图像中不同对象进行分割来对图像中目标进行分类和识别的技术
图像分析是比图像处理更高一级的计算处理过程。
图像分析的目的∶是缩减对图像的描述，以使其更适合于计算机处理及对不同目标的分类。
图像分析的基本特征∶输入是图像，输出是对输入图像进行描述的信息。
2. 图像处理与图像分析的关系
3. 数字图像处理的优点
精度高:对于一幅图像而言，数字化时不管是用4比特、8比特还是其它比特表示，只需改变计算机中程序的参数，处理方法不变。所以从原理上讲不管对多高精度的数字图像进行处理都是可能的。而在模拟图像处理中，要想使精度提高一个数量级，就必须对装置进行大幅度改进。
再现性好:不管是什么数字图像，均用数组或数组集合表示。在传送和复制图像时，只在计算机内部进行处理，这样数据就不会丢失或遭破坏，保持了完好的再现性。而在模拟图像处理过程中，就会因为各种干扰因素而无法保持图像的再现性。
通用性、灵活性强:对可见图像和不可见光图像(如x光图像、热红外图像和超声波图像等）)，尽管这些图像生成所用设备规模和精度各不相同，但当把这些图像数字化后对于计算机来说，都可同样进行处理，这就是数字处理图像的通用性。
另外，改变处理图像的计算机程序，可对图像进行各种各样的处理，如上下滚动、漫游、拼接、合成、变换、放大、缩小和各种逻捐运算等，所以灵活性很高。
二、数字图像处理系统组成及研究内容
1.数字图像处理系统的组成
1.1 基本图象处理系统的结构
1.2 图像输入设备
1.3 扫描仪分辨率与扫描图象的大小
◆分辨率:单位长度上采样的像素个数DPI(dot/inch)
1.4 图像输出设备
2. 图像处理技术研究的内容
2.1 图像变换(image transform)
是简化图像处理过程和提高图像处理效果的基本技术，最典型的图像变换主要有傅里叶变换、离散余弦变换和小波变换等。
2.2 图像增强(image enhancement)
是或简单地突出图像中感兴趣的特征，或想方显现图像中那些模糊了的细节，以使图像更清晰地被显示或更适合于人或机器的处理与分析的一种技术。
2.3 图像恢复(image restoration)
是一种从图像退化的数学或概率模型出发，研究改进图像外观，从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面目的一种技术，其目的是获得与景物真实面貌相像的图像。
2.4 图像压缩编码(image compression)
是在不损失图像质量或少损失图像质量的前提下,尽可能地减少图像的存储量，以满足图像存储和实时传输应用需求的一种技术。
2.5 彩色图像处理(color image processing)
颜色是一个强有力的描绘子，它常常可简化目标物的识别和提取。人可以辫别几干种不同的颜色，但只能区分出几十种灰度级，这使得颜色在人工图像分析中显得特别重要。
2.6 图像的三维重建(Three-dimensional reconstruction )
由物体截面投影来重建截面图像的一种图像处理技术。最典型的应用是医学上的计算机断层摄影技术(CT)。它用于人体头部、腹部等内部器官的无损伤诊断，其基本方法就是根据人体截面投影，经过计算机处理来重建截面图像。
2.7 图像分割(image segmentation)
是图像处理技术中最为困难的任务之一，其基本思路是把一幅图像划分成背景和目标，从而提取感兴趣的目标来。
2.8 图像的表示和描述(representation and description)
基本思路是通过对图像中感兴趣的特征的定性和定量描述，从而赋予识别出的目标以符号标识和解释。
三、数字图像处理技术的应用领域
图像处理技术的主要应用领域有:
生物医学、遥感技术、工业生产、军事技术、通信技术、侦缉破案、气象预报、宇宙探索、考古等，已经遍布国民经济的各个领域。
1.发展历史
1.1 20世纪20年代:报纸业.
Bartlane电缆图片传输系统:
大幅提高传输速度
色调质量和分辨率改善
1.2 1964年:航天技术。
图像增强和复原技术
·美国JPL(喷气推进)实验室处理卫星发射回来的月球表面的照片（图像畸变的校正、灰度变换、去除噪声
1.3 20世纪70年代:遥感卫星和医学
图像增强和图像识别
利用遥感图片，进行地质资源探测，农作物估产水文气象监测等
图像重构
X光断层图像重构技术，英国G.N.Hounsfield第一台脑断层摄像仪应用
80年代末到90年代:多媒体技术
高速计算机和大规模集成电路的发展︰图像压缩和多媒体技术;文本图像的分析和理解，文字的识别取得重大的进展;图像通讯和传输的广泛应用
2. 应用领域
医学应用:通过CT及核磁共振、超声波、X射线成像的分析等，可提供医学诊断依据。
气象预报:获取气象云图进行测绘、判读等
空间探索
工业生产:无损探伤，石油勘探，生产过程自动化(识别零件，装配质量检查)，工业机器人研制等。
军事:航空及卫星侦察照片的测绘、判读，雷达、声纳图像处理，导弹制导，军事仿真等。
通信:图像传真，数字电视、网络可视聊天可视电话网页动画等。
公安:指纹识别，印签、伪钞识别，安检，手迹、印记鉴别分析等。
