数字图像处理冈萨雷斯第三版ppt课件.ppt

数字图像处理DigitalImageProcessing内容提要第1章绪论1.1.1图象和数字图象
什么是图象？
图象(image)是泛指照片、动画等等形成视觉景象的事物。图象与计算机图形学中的图形的区别是：计算机图形学是从建立数学模型到生成图形，而图象通常是指从外界产生的图形。
客观世界是三维空间，但一般图象是二维的。二维图象在反映三维世界的过程中必然丢失了部分信息。即使是记录下来的信息也可能有失真，甚至于难以识别物体。因此，需要从图象中恢复和重建信息，分析和提取图象的数学模型，以至于形成人们对于图象记录下的事物有正确和深刻的认识。这个过程就成为图象处理过程。为什么需要数字图象(digitalimage)？
普通图象包含的信息量巨大，需要使用计算机对图象进行处理。因此，需要把普通图象转变成计算机能处理的数字图象。现在的数码相机可以直接地把视觉图象变成数字图象。数字图象类似于光栅图形，由有限行和有限列组成。每个基本单元叫做一个象素(pixel)。三维图象的象素又叫做体素(voxel)。通常的二维数字图像是一个矩型，可以用一个二维数组I(x,y)来表示，其中x,y是二维空间中的某坐标系的坐标，I(x,y)表示图像在该点处的灰度值等性质。彩色可以是红绿蓝三个单色的一定灰度值的合成。一般来说，这些坐标和灰度值是实数，不仅依赖于坐标系的选取，而且依赖于灰度值的度量单位。但是，数字计算机只可能表示有限字长的有限个数字。所以必须把灰度值离散化。简单地说，数字图象等同于一个整数值的有限矩阵。数字图像是数字图像处理和分析的对象。左边的图象是图象处理技术
中常用来检验计算机算法的
实际效果的标准图象。
这幅图象的名称是lenna。它
是由一组数字组成的。原图象
的宽和高都是256个象素，每
象素有八位。它在BMP格式下
有约66K字节的大小。
数字图象处理的简史
数字图象的产生远在计算机出现之前。最早有电报传输的数字图象。六、七十年代，随着计算机硬件的发展和快速傅立叶变换算法的发现使得用计算机能够处理图象。八十年代开始处理三维图象，九十年代以来，随着计算机性能的大幅提高和广泛使用，图象处理技术已经涉及社会的各个角落。图象逐渐在传播媒体中占据了主导地位，产生的许多的新行业新商机。未来图象处理的发展是不可限量的。数字图象处理属于计算机科学，但是它的90%依赖于数学。从这个特点来看，对于本专业的学生来说，数字图象处理技术是一个十分理想的发展方向。哪些属于图象技术？
图象技术是与图象有关部门的技术的总称。它是一类综合技术工程。它包括图象的采集、获取、编码、存储和传输、图象的生成、显示和输出、图象的变换、增强、恢复和重建、图象的分割、目标的检测、表达和描述、特征的提取、图象的分类、识别、图象模型的建立和匹配、图象和场景的理解。
狭义的数字图象处理是指图象的增强、恢复和重建，操作的对象是图象的象素，输出的是图象。什么是图像工程？（广义的数字图像处理）
它是由图像处理、图像分析和图像理解三个系统所组成。图像处理包括图像采集和从图像到图像的变换，以改善主观的视觉效果和为图像分析和图像理解作初步的处理。图像分析是从图像中取出感兴趣的数据，以描述图像中目标的特点。图像理解是在图像分析的基础上研究各目标的性质和相互关系，以得出图像内容的理解和对原场景的解释。图像处理、图像分析和图像理解是处在从低到高的三个不同的抽象程度上的过程。本课程着重于图像处理和分析系统。1.1.3相关学科和领域1.2图象处理和分析图象文件的数据结构 图像数据文件主要是用光栅形式,即图像是一些图像点的集合，比较适合变化复杂的图像。它的主要缺点是缺少对象和像素点之间的联系,且在伸缩图像的过程中图像会改变。例如，常见的图象文件类型有bmp,jpg等等。图象处理的程序必须考虑图象文件的格式，否则无法正确地打开和保存图象文件。

pgm格式
美国的许多大学用pgm格式，避免使用压缩文件格式，对初学者来说是很方便的。下面是一幅该格式的图象。这是一幅pgm格式的彩色照片这是pgm格式彩色照片16进位制部分代码。原代码是不分行的字符串。这里写成分行的形式(注意：LF=换行；SP=空格；#=注解行)：
0x500x350x0A
表示P5(LF);
0x230x200x200x49…0x0A表示#(SP)(SP)I…(LF);
0x360x340x300x200x340x380x300x0A
表示640(SP)480(LF);
0x320x350x350x0A
表示255(LF)
0x270x27…
表示23,23,…(像素灰度值)这幅图象文件的解码: pgm格式的数字图像文件是美国计算机科学专业图像处理教学和研究的常用格式，虽然文件体积比较大，但是像素直接与数字相联系，易于检查和修