图像处理(第一章)ppt课件.ppt

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1、姓名：徐小强Tel.：13071282232武汉理工大学自动化学院l一：数字图象处理的基本概念一：数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统l图像在人类感知中扮演最重要的角色。图像在人类感知中扮演最重要的角色。l60608080的信息来自图像的信息来自图像l成像机器可覆盖几乎所有电磁波成像机器可覆盖几乎所有电磁波谱谱l还存在其他成像方式（声波，电还存在其他成像方式（声波，电子显微镜，分形图像等等）子显微镜，分形图像等等）l图象：是用各种观测系统以不同形式图象：是用各种观测系统以不同

2、形式和手段观测客观世界而获得的，可以和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并进而产生视直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体知觉的实体研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l二维函数二维函数 f(x,y)f(x,y)。（图像和图片）。（图像和图片）lx,yx,y是空间坐标是空间坐标lf(x,y)f(x,y)幅值称为强度或者灰度幅值称为强度或者灰度l数字图像：为了能用计算机对图数字图像：为了能用计算机对图象进行加工，需要把连续的图象象进行加工，需要把连续的图象在坐标空间在坐标空间XYXY和幅值空间和幅值空间F F都离都离散化。这种离散化了的图象是数散化

3、。这种离散化了的图象是数字图象，可用字图象，可用I(r,c)I(r,c)来表示。来表示。-空间离散，幅值离散空间离散，幅值离散l像素像素(pixel): (pixel): 图像中的每个基图像中的每个基本单元本单元研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l灰度：单个像素的深灰度：单个像素的深浅程度的量化表示浅程度的量化表示l灰度分辨率：表示单灰度分辨率：表示单个像素灰度需要个像素灰度需要k k比特比特空间，即称该图像为空间，即称该图像为22k k灰度级图像灰度级图像l空间分辨率：矩阵空间分辨率：矩阵M MN

4、Nl计算过程离散计算过程离散l便于编程实现便于编程实现研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l物理图象及对应的数字图象物理图象及对应的数字图象研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l灰度级灰度级假设有一副大小为假设有一副大小为100100，256灰度级的离灰度级的离散灰度图像，则表示它的每个像素灰度值需散灰度图像，则表示它的每个像素灰度值需要要8比特比特的数据，如果要把该图像以数字化的的数据，如果要把该图像以数字化的形式保存在计算机中，总共需要大小为形式保存在计算机中，总共需要大小为10000字节字节的存储空间。如果以的存储空间。如果以200

5、0比特比特/秒秒的速度的速度传输该图像，需要的时间为传输该图像，需要的时间为40秒秒。 例例 题题研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史图(a)所用的坐标系统常在屏幕显示中采用。图()所用的坐标系统常在图象计算中采用。Y),(CRIX),(YXfR R研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史 图象工程：它的内容非常丰富。可分为三个层次-图象处理、图象分析、图象理解。图象工程三层次示意图如下：图像理解图像分析图像处理答：狭义图像处理是低层操作，它主要是在图答：狭义图像处理是低层操作，它主要是在图像像素级上进行处理，处理的数据量非常大；像像素级上进

6、行处理，处理的数据量非常大；图像分析则进入了中层，经分割和特征提取，图像分析则进入了中层，经分割和特征提取，把原来以像素构成的图像转变成比较简洁的非把原来以像素构成的图像转变成比较简洁的非图像形式的描述；图像理解是高层操作，它是图像形式的描述；图像理解是高层操作，它是对描述中抽象出来的图像进行推理，其处理过对描述中抽象出来的图像进行推理，其处理过程和方法与人类的思维推理有许多类似之处。程和方法与人类的思维推理有许多类似之处。 随着抽象程度的提高，数据量逐渐减少。随着抽象程度的提高，数据量逐渐减少。例例 题题 图像处理、图像分析和图像理解各有图像处理、图像分析和图像理解各有什么什么特点特点？它们

7、之间有哪些？它们之间有哪些联系和区别联系和区别？。？。 一方面，原始图像数据经过一系列的处理逐步一方面，原始图像数据经过一系列的处理逐步转化为更有组织和用途的信息，在此过程中，转化为更有组织和用途的信息，在此过程中，语义不断引入，操作对象发生变化，数据量得语义不断引入，操作对象发生变化，数据量得到了压缩；另一方面，高层操作对低层操作有到了压缩；另一方面，高层操作对低层操作有指导作用，能提高低层操作的效能。指导作用，能提高低层操作的效能。l1. 简明历史简明历史l2. 现状及意义现状及意义l3. 发展趋势发展趋势l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二

8、：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：数字图象处理的教学方式四：数字图象处理的教学方式l本世纪本世纪2020年代，纽约伦敦海底电缆传输数字化的新闻图片。传递时间从一年代，纽约伦敦海底电缆传输数字化的新闻图片。传递时间从一个多星期减少到个多星期减少到3 3个小时。个小时。研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1921年电报打印机采用特殊字符在编码纸带打印。输出设备从专用到通用再到专用。1929年从伦敦到纽约15级色调通过电缆传递照片。从早期5个灰度到15灰度。现在的网络、移动通信再次历经这个过程。1922年两次穿越大西洋，穿

9、孔纸得到图像检测误差。图像通信系统信源编码和信道编码。l五十年代中期美国在太空计划的五十年代中期美国在太空计划的推动下开始数字图像技术的研究。推动下开始数字图像技术的研究。重要标志是重要标志是19641964年美国喷气推进年美国喷气推进实验室（实验室（JPLJPL）正式使用数字计）正式使用数字计算机对算机对“徘徊者徘徊者7 7号号”太空船送太空船送回的四千多张月球照片进行了处回的四千多张月球照片进行了处理。理。研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史美国航天器传送的第一张月球照片，1964年7月31日在光线影响月球表面17分钟下摄取的图像。l6060年代末，数字图象处理

10、形成年代末，数字图象处理形成一个比较完整的理论与技术体一个比较完整的理论与技术体系，从而构成了一门独立的技系，从而构成了一门独立的技术术l7070年代，年代，CTCT的发明，血球自动的发明，血球自动分类仪的商业化分类仪的商业化 CTCT发明获得发明获得19791979年诺贝尔医学年诺贝尔医学奖。奖。X X射线射线19011901年物理学奖。年物理学奖。l7070年代以来迅猛发展。广泛应年代以来迅猛发展。广泛应用于太空探索，遥感应用，生用于太空探索，遥感应用，生物医学工程工业应用，军事应物医学工程工业应用，军事应用等方面。用等方面。研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史

11、研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l遥感：遥感：美国美国JPLJPL实验室（实验室（Jet Propulsion LaboratoryJet Propulsion Laboratory）探索者月球图像探索者月球图像勇气号火星图像勇气号火星图像再如农作物产量计算再如农作物产量计算农作物病情防治农作物病情防治山林防火等山林防火等A Closer View Of The Craters Intriguing Rock A Closer View Of The Craters Intriguing Rock OutcropOutcrophttp:/marsrovers.j

12、pl.nasa.gov/home/index.html研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l视觉监视、公安：视觉监视、公安：银行防盗，人脸识别等。银行防盗，人脸识别等。研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l工业检测与测量：工业检测与测量：公路路面破损图像识别公路路面破损图像识别网网 裂裂龟龟 裂裂研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l军事侦察、高精度制导军事侦察、高精度制导Chinese_embassy研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l医疗诊断：医疗诊断：CTCT技术，癌细胞识别

13、等。技术，癌细胞识别等。研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l通讯：通讯：可视电话，视频点播等。可视电话，视频点播等。研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史l影视业、娱乐、公众服务：影视业、娱乐、公众服务：广告，基于内容检索等。广告，基于内容检索等。七十年代以来数字图像处理迅猛发展。七十年代以来数字图像处理迅猛发展。1 1：主观需求：人类从外界获取得信息：主观需求：人类从外界获取得信息60607070通过眼睛的图象信息。通过眼睛的图象信息。2 2：计算机技术的发展和通信手段的发展提供客观可能：计算机技术的发展和通信手段的发展提供客观可能；以

14、；以FFTFFT（快速傅立叶（快速傅立叶变换）为代表的数字信号处理算法和现代信号处理方法的精确性，灵活性变换）为代表的数字信号处理算法和现代信号处理方法的精确性，灵活性与通用性。与通用性。3 3：数学化的特点是该学科成熟的一个标志。：数学化的特点是该学科成熟的一个标志。“一种科学只有在成功地运用数一种科学只有在成功地运用数学时，才算真正达到了完美的地步学时，才算真正达到了完美的地步 ” ” ( (分析，代数，几何）分析，代数，几何）总之：数字图像处理是一门在理论研究和应用开发两方面获得极大统一的学总之：数字图像处理是一门在理论研究和应用开发两方面获得极大统一的学科。科。http:/ /研究内容

15、研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史1 1：结合网络和：结合网络和InternetInternet技术需求而发展起来的新技术，比如网上图技术需求而发展起来的新技术，比如网上图象、视频的传输、点播和新的浏览、查询手段。象、视频的传输、点播和新的浏览、查询手段。2 2：高级图象处理技术，结合最新的数学进展，诸如小波、分形、形：高级图象处理技术，结合最新的数学进展，诸如小波、分形、形态学等技术。态学等技术。3 3：智能化，图象自动分析、识别与理解。：智能化，图象自动分析、识别与理解。研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l1. 简明历史简明历史l2. 现

16、状及意义现状及意义l3. 发展趋势发展趋势l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统l1. 研究对象和方式研究对象和方式l2. 研究内容分类研究内容分类l3. 应用领域应用领域l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统图象图象图象图象描述描述描述描述狭义图象处理狭义图象处理计算机图形学计算机图形学模式识别，

17、模式识别，图像分析，图像分析，图象理解图象理解研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史1 1、按研究对象、按研究对象2 2、按应用方式、按应用方式3 3、按理论方法、按理论方法研究内容研究内容教学方式教学方式基本概念基本概念发展历史发展历史（1 1）灰度图象）灰度图象（2 2）二值图象）二值图象（3 3）彩色及多光谱图象）彩色及多光谱图象（4 4）图象序列分析）图象序列分析（5 5）双目图象分析）双目图象分析（1 1）灰度图象）灰度图象（2 2）二值图象）二值图象（3 3）彩色及多光谱图象）彩色及多光谱图象（4 4）图象序列分析）图象序列分析（5 5）双目图象分析）双目

18、图象分析（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增强（3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解压缩倍数 10.26，PSNR 36.51 压缩倍数 98.70，PSNR 25.22（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强（主观）图象增强（主观）（3）图象恢复（客观）图象恢复（客观）（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强（主观）图象增强（主观）（3）图象恢复（客

19、观）图象恢复（客观）（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增强（3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增强 （3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割（图象边缘检测与分割（1）（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增

20、强（3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割（图象边缘检测与分割（2）（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解（1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增强（3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解010002000300040005000600070008000900010000191725334149576573818997 105 113 121 129 137 145 153 161 169 177 185 193 201

21、209 217 225 233 241 249010002000300040005000600070008000900010000191725334149576573818997 105 113 121 129 137 145 153 161 169 177 185 193 201 209 217 225 233 241 2490100020003000400050006000191725334149576573818997 105 113 121 129 137 145 153 161 169 177 185 193 201 209 217 225 233 241 2490100020003

22、000400050006000191725334149576573818997 105 113 121 129 137 145 153 161 169 177 185 193 201 209 217 225 233 241 2490100020003000400050006000191725334149576573818997 105 113 121 129 137 145 153 161 169 177 185 193 201 209 217 225 233 241 2490100020003000400050006000191725334149576573818997 105 113 12

23、1 129 137 145 153 161 169 177 185 193 201 209 217 225 233 241 249010002000300040005000600070008000900010000191725334149576573818997 105 113 121 129 137 145 153 161 169 177 185 193 201 209 217 225 233 241 249交叉距离交叉距离 (d) (e) (f) (g) (a) (b) (c) （1）图象压缩图象压缩（2）图象增强图象增强（3）图象恢复图象恢复（4）图象重建图象重建（5）图象边缘检测与分割

24、图象边缘检测与分割（6）图象测量与分析图象测量与分析（7）图象识别与理解图象识别与理解（1 1）点处理，代数处理，几何处理。）点处理，代数处理，几何处理。（2 2）变换域处理与分析（傅立叶变换及滤波器设计分析）变换域处理与分析（傅立叶变换及滤波器设计分析）（3 3）随机统计等现代信号处理方法。）随机统计等现代信号处理方法。（4 4）小波形态学，分形等先进数学工具。）小波形态学，分形等先进数学工具。（5 5）人工智能方法：模式识别，符号逻辑，人工神经网络。人工智能方法：模式识别，符号逻辑，人工神经网络。1 1：太空探索，遥感应用：太空探索，遥感应用2 2：生物医学工程：生物医学工程： CTCT的

25、发明的发明血球自动分类仪的商业化血球自动分类仪的商业化3 3：工业应用：工业应用：视觉检验视觉检验零部件选取，零部件选取，过程控制过程控制4 4：军事应用：军事应用：5 5：网络数字媒体，视频图象特：网络数字媒体，视频图象特技技, ,虚拟现实虚拟现实, ,视频会议通信视频会议通信等日常生活方方面面。等日常生活方方面面。研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史大图伽马射线 X射线 紫外光 可见光 红外光 微波 无线电波短波长波高频 低频研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史热红外波段

26、水汽波段可见光波段l1. 研究对象和方式研究对象和方式l2. 研究内容分类研究内容分类l3. 应用领域应用领域l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统l1.图像的输入图像的输入l2.2.图像的存储图像的存储l3.3.图像的显示图像的显示l4.4.图像的打印图像的打印l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系

27、统研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史图像存储系统图像存储系统图象输入系统图象输入系统l基本图象处理系统的结构基本图象处理系统的结构图象处理与图象处理与分析系统分析系统图象输出系统图象输出系统研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l常见图象处理系统的结构常见图象处理系统的结构研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史(1)图像输入设备(2)统一的采样和量化(3)非统一的采样和量化1.图像的输入研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l基于基于CCD光电耦器件的输入设备光电耦器件的输入设备 摄像机

28、、数字摄像机摄像机、数字摄像机 数字相机数字相机 平板扫描仪平板扫描仪l基于光电倍增管的输入设备基于光电倍增管的输入设备 滚筒扫描仪滚筒扫描仪研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史右上小图为自然光下观察到的情况，大图为热成像观右上小图为自然光下观察到的情况，大图为热成像观察到的图象，从中可以看到掩蔽在树丛中的人员。热察到的图象，从中可以看到掩蔽在树丛中的人员。热成像仪使依靠自然伪装的保护完全失效成像仪使依靠自然伪装的保护完全失效 。研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l扫描仪分辨率与扫描图象的大小扫描仪分辨率与扫描图象的大小 分辨率：单位长

29、度上采样的像素个数：分辨率：单位长度上采样的像素个数：DPI(dot/inch)1000DPI1600DPI1000象素象素1600象素象素1英寸英寸原稿原稿研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史为了计算机处理，图像函数为了计算机处理，图像函数f(x,y)在空间和在空间和取值上必须数字化取值上必须数字化 图像的采样空间坐标(x,y)的数字化被称为图像采样确定水平和垂直方向上的像素个数N 、 MNM研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史Nl图像采样的形式化定义图像采样的形式化定义 设设Z表示整数集合表示整数集合 采样处理：采样处理：将将xy平面

30、分配到一个网格上，且每一个网平面分配到一个网格上，且每一个网格中心的坐标是一个笛卡儿乘积格中心的坐标是一个笛卡儿乘积ZxZ的元素对，即所的元素对，即所有有序元素对有有序元素对(a,b)的集合，其中的集合，其中a和和b属于整数集合属于整数集合Zxy平面平面(a,b)研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史 图像的量化取值的数字化被称为图像灰度级量化量化处理：将f 映射到Z的处理Z的最大取值，确定像素的灰度级数G = 2m， 如256f研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l图像的形式化定义图像的形式化定义 设设Z表示整数集合，表示整数集合，R表示

31、实数集合表示实数集合 f(x,y)是是数字图像：数字图像：（1）仅当）仅当(x,y) 是是ZxZ中的整数，中的整数，（2）并且）并且f是给每一个坐标对是给每一个坐标对(x,y)分配了一个分配了一个灰度值（该值出于灰度值（该值出于R）的函数）的函数研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l图像的图像的采样采样与数字图象的质量与数字图象的质量265x180133x9066x4533x22研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l图像的图像的量化量化与数字图象的质量与数字图象的质量256灰度级灰度级16灰度级灰度级8灰度级灰度级4灰度级灰度级研究内容研

32、究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l一个好的近似图像，需要多少采样分辨率和灰度一个好的近似图像，需要多少采样分辨率和灰度级级l胡昂胡昂1965实验：实验： 实验方法实验方法 选取一组细节多少不同的、不同选取一组细节多少不同的、不同N、M、G的图象的图象 让观察者根据他们的主观质量感觉给这些图象排序让观察者根据他们的主观质量感觉给这些图象排序 实验结论实验结论 随着采样分辨率和灰度级的提高，主观质量也提高随着采样分辨率和灰度级的提高，主观质量也提高 对有大量细节的图象，质量对灰度级需求相应降低对有大量细节的图象，质量对灰度级需求相应降低研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念

33、基本概念发展历史发展历史l非统一的图像的采样非统一的图像的采样 在灰度级变化尖锐的区域，用细腻的采样，在在灰度级变化尖锐的区域，用细腻的采样，在灰度级比较平滑的区域，用粗糙的采样灰度级比较平滑的区域，用粗糙的采样研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l非统一的图像的量化非统一的图像的量化 在边界附近使用较少的灰度级。剩余的灰度级可用于在边界附近使用较少的灰度级。剩余的灰度级可用于灰度级变化比较平滑的区域灰度级变化比较平滑的区域 避免或减少由于量化的太粗糙，在灰度级变化比较平避免或减少由于量化的太粗糙，在灰度级变化比较平滑的区域出现假轮廓的现象滑的区域出现假轮廓的现象f

34、思考题思考题什么是图像？模拟图像与数字图像有什么区别？什么是图像？模拟图像与数字图像有什么区别？l1.图像的输入图像的输入l2.2.图像的存储图像的存储l3.3.图像的显示图像的显示l4.4.图像的打印图像的打印l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史(1)图像的存储体系(2)彩色图像的存储(3)处理中的图像存储2.图像的存储研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展

35、历史l图像文件格式体系图像文件格式体系 互联网用：互联网用：GIF、JPG、PNG 印印 刷刷 用：用：TIF、JPG、TAG 、PCX 国际标准国际标准：TIF、JPG、BMPl图像存储体系图像存储体系 内存存储：处理时使用内存存储：处理时使用 硬盘存储：处理、备份时用（在线）硬盘存储：处理、备份时用（在线） 备份存储：光盘、磁带（离线、近线）备份存储：光盘、磁带（离线、近线） 分级存储（分级存储（HSM），网络存储（），网络存储（SAN/NAS)研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l按像素存储按像素存储l按色面存储按色面存储研究内容研究内容基本系统基本系统基本概

36、念基本概念发展历史发展历史l图像处理算法对存储缓冲区的不同处理模式图像处理算法对存储缓冲区的不同处理模式 以像素为单位的处理，单缓冲区存储处理以像素为单位的处理，单缓冲区存储处理单缓冲区原缓冲区目标缓冲区行和子图为单位的处理，双缓冲存储处理研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l大体积图像处理中的块缓冲区处理方式大体积图像处理中的块缓冲区处理方式 行缓冲区、定长块缓冲区、不定长块缓冲行缓冲区、定长块缓冲区、不定长块缓冲行缓冲区定长块缓冲区不定长块缓冲研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l大体积图像处理中的文件映射处理方式大体积图像处理中的文

37、件映射处理方式 由操作系统和程序语言开发工具提供支持由操作系统和程序语言开发工具提供支持 存在的问题：存储空间的动态不可控性存在的问题：存储空间的动态不可控性实际内存虚拟操作内存实际数据存放在硬盘l1.图像的输入图像的输入l2.图像的存储图像的存储l3.3.图像的显示图像的显示l4.图像的打印图像的打印l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史(1)全局显示 (2)局部显示3.图像的显示

38、l图像显示的坐标空间l图象显示的时机与机制l图象显示的恢复与刷新研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l图像显示的坐标空间图像显示的坐标空间 世界坐标系与显示窗口世界坐标系与显示窗口世界坐标系视窗0显示窗口研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l图象显示的时机与机制图象显示的时机与机制 事件驱动机制事件驱动机制 局部失效事件局部失效事件 绘图事件绘图事件 显示函数与显示事件显示函数与显示事件 显示函数将图像的数据写入显示缓存显示函数将图像的数据写入显示缓存 显示事件将缓存中的数据送到显示卡显示事件将缓存中的数据送到显示卡研究内容研究内容基本系

39、统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l图象显示的恢复与刷新图象显示的恢复与刷新 恢复的必要性：恢复的必要性： 刷新的机制：刷新的机制：研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l图像的局部显示图像的局部显示 用蒙板实现图象的局部显示用蒙板实现图象的局部显示 用二值蒙板显示边缘不规则的局部区域用二值蒙板显示边缘不规则的局部区域 用用8位蒙板显示透明、融合效果的局部区域位蒙板显示透明、融合效果的局部区域研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l图象的局部刷新图象的局部刷新 通过局部失

40、效事件，触发局部刷新通过局部失效事件，触发局部刷新 保存刷新数据保存刷新数据l1.图像的输入图像的输入l2.图像的存储图像的存储l3.3.图像的显示图像的显示l4.4.图像的打印图像的打印l一：一：数字图象处理的基本概念数字图象处理的基本概念l二：数字图象处理的发展历史二：数字图象处理的发展历史l三：数字图象处理的研究内容三：数字图象处理的研究内容l四：基本系统四：基本系统研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l喷墨打印机喷墨打印机l激光打印机激光打印机l热升华打印机热升华打印机l热蜡打印机热蜡打印机l印刷机印刷机 数字印刷机数字印刷机 传统印刷机：平印、凹印、丝印传

41、统印刷机：平印、凹印、丝印研究内容研究内容基本系统基本系统基本概念基本概念发展历史发展历史l喷墨打印机喷墨打印机l激光打印机激光打印机l数字印刷机数字印刷机Image 图像图像 对物理景物或其他图像的统一表示称为图像。对物理景物或其他图像的统一表示称为图像。Pel 像素像素 图像元素（图像元素（picture elementpicture element）的缩写。）的缩写。Pixel 像素像素 图像元素（图像元素（picture elementpicture element）的缩写。）的缩写。Picture element 图像元素，像素图像元素，像素 数字图像的最小单位。数字图像的最小单位。

42、一幅数字图像的基本组成单元。一幅数字图像的基本组成单元。Digitization 数字化数字化 将景物图像转化为数字形式的过程。将景物图像转化为数字形式的过程。Digital image 数字图像数字图像 （l l）表示景物图象的整数阵列；）表示景物图象的整数阵列；（2 2）一个二维或更高维的采样并量化的函数，它由相同维）一个二维或更高维的采样并量化的函数，它由相同维数的连续图像产生；（数的连续图像产生；（3 3）在矩形（或其他）网格上采样一）在矩形（或其他）网格上采样一连续函数，并在采样点上将值量化后的阵列。连续函数，并在采样点上将值量化后的阵列。专业单词课课学专业单词课课学Digital

43、image processing 数字图像处理数字图像处理 对图像的数字化对图像的数字化处理；由计算机对图片信息进行操作。处理；由计算机对图片信息进行操作。Gray level 灰度级灰度级 （1 1）和数字图像的像素相关连的值，）和数字图像的像素相关连的值，它表示由该像素的原始景物点的亮度；（它表示由该像素的原始景物点的亮度；（2 2）在某像素位置）在某像素位置对图像的局部性质的数字化度量。对图像的局部性质的数字化度量。Gray scale 灰度灰度 在数字图像中所有可能灰度级的集合。在数字图像中所有可能灰度级的集合。Binary image 二值图像二值图像 只有两级灰度的数字图像（通常只

44、有两级灰度的数字图像（通常为为0 0和和1 1，黑和白）。，黑和白）。Gray-scale image 灰度图像灰度图像 没有彩色信息的数字图像。没有彩色信息的数字图像。Color image 彩色图像彩色图像。专业单词课课学专业单词课课学Multi-spectral image 多光谱图像多光谱图像 同一景物的一组图像，同一景物的一组图像，每一个是由电磁谱的不同波段辐射产生的。每一个是由电磁谱的不同波段辐射产生的。Sampling 采样采样 （根据采样网格）将图像分为象素并测量（根据采样网格）将图像分为象素并测量其上局部特性（如亮度、颜色）的过程。其上局部特性（如亮度、颜色）的过程。Image-processing operation 图像处理运算图像处理运算 将输入图像变将输入图像变换为输出图像的一系列步骤。换为输出图像的一系列步骤。Pattern recognition 模式识别模式识别 自动或半自动地检测、度自动或半自动地检测、度量、分类图像中的物体。量、分类图像中的物体。Digital image processing system 数字图像处理系统数字图像处理系统 对输对输入作出响应，并生成输出。入作出响应，并生成输出。 专业单词课课学专业单词课课学