数字图像处理概述

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1、1数字图像处理1-概述主讲教师主讲教师n曹桂涛 副教授n研究方向：图像处理、医学图像分析、模式识别n办公地点：数学馆308n办公电话：32204750-202nE-mail:教材及参考书教材及参考书n贾永红.数字图像处理.武汉大学出版社，2003年9月 nKenneth.R.Castleman.数字图像处理.电子工业出版社，1998年9月 nRafael C.Gonzalez and Richard E.Woods.Digital Image Processing,2nd edition,Prentice Hall,2002nRafael C.Gonzalez,Richard E.Woods,

2、and Steven L.Eddins.Digital Image Processing Using Matlab,Publishing House of Electronics Industry,2004电子书已上载到ftp:/219.228.60.119/在seistudent/曹桂涛 文件夹下帐号：seistu 密码：seistu123 本课程主要内容本课程主要内容n概述n空间域图像增强n彩色图像处理n基于内容的图像检索n傅里叶变换n频率域图像增强n图像复原n图像压缩n形态学图像处理n图像分割课程目的与要求课程目的与要求n掌握数字图像处理的基本概念、原理和方法n初步运用所学知识解决实际问

3、题n为图像处理及相关领域的研究打下基础医学图像增强目标识别多媒体内容的分析 考试内容考试内容n平时成绩40%，考试成绩60%n:平时成绩采用小作业，项目，课堂提问等形式进行 国内外相关会议和杂志国内外相关会议和杂志n国外杂志：IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence(PAMI)IEEE Transactions on Image Processing(IP)International Journal of Computer Vision(IJCV)Pattern Recognition(PR)Journal o

4、f Graphics,Vision and Image Processing(GVIP)国内外相关会议和杂志国内外相关会议和杂志n国内杂志：Journal of Computer Science and Technology(JCST)(SCI)计算机学报软件学报电子学报国内外相关会议和杂志国内外相关会议和杂志(续续)n国际会议：IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition(CVPR)IEEE International Conference on Computer Vision(ICCV)AC

5、M Multimedia Conference(MM)IEEE International Conference on Image Processing(ICIP)科学研究的三个境界科学研究的三个境界n王国维先生是民国初期的一个大学者，国学大师，而且他是一个美学家，他在人间词话中有一篇短文，叫“三种境界”。第一个境界，“昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路，”这个境界描写迎着困难，勇于攀登。第二个境界，“衣带渐宽终不悔，惟伊消得人憔悴。”无论多大的代价，终不后悔，这是描写研究探索的情景。第三是“众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。”几经艰苦奋斗，突然受到启发科学研究的能力科学研究的能

6、力n要有提出问题，确定选题的能力。要有学问，要有要有提出问题，确定选题的能力。要有学问，要有经验，他才能提出一些问题。要有好奇心，不墨守经验，他才能提出一些问题。要有好奇心，不墨守成规，还有直面科学现实。还有一个是敢于向权威成规，还有直面科学现实。还有一个是敢于向权威质疑和挑战的问题。质疑和挑战的问题。n能够有批评、判断各种假设的能力，有提出、阐述能够有批评、判断各种假设的能力，有提出、阐述假设的一些能力。这主要是培养思维能力假设的一些能力。这主要是培养思维能力逻辑思逻辑思维（分析、对比、推理）和形象思维的能力。维（分析、对比、推理）和形象思维的能力。n提出的问题到底是对还是错，要有证明假说（

7、假设、提出的问题到底是对还是错，要有证明假说（假设、方案）的是非真假的能力。这就是判断的能力。这方案）的是非真假的能力。这就是判断的能力。这主要是培养实践能力主要是培养实践能力设计实验、深入考察、观察设计实验、深入考察、观察事物的能力。事物的能力。科学研究的四个阶段科学研究的四个阶段n周立伟院士提出周立伟院士提出科学研究分为四个阶段l准备期准备期 高瞻远瞩、构想沉思的准备阶段；l探索期探索期 覃思苦虑、孜孜以求的探索阶段；l豁朗期豁朗期 不断追求、终有顿悟的收获阶段。l理论升华期理论升华期 科学研究不但要把这个问题解决了，还把这个问题上升到理论。科学是讲究实证的，这算完成了一个科学研究的过程

8、科学研究的途径科学研究的途径n有疑问和疑难问题的提出有疑问和疑难问题的提出 n寻找研究这个问题的突破口寻找研究这个问题的突破口找问题里面的空白点，寻找它还没有开发的处女地找问题里面的空白点，寻找它还没有开发的处女地把另一个领域的东西和方法移植过来解决问题把另一个领域的东西和方法移植过来解决问题交交叉学科叉学科n提出假设提出假设 根据信息库中的信息（文献资料、实根据信息库中的信息（文献资料、实验、经验和理论知识），从现实出发，针对问题验、经验和理论知识），从现实出发，针对问题提出猜测性的假说或解决方案提出猜测性的假说或解决方案 n找证据找证据 以证据来判断、来说明自己假说的以证据来判断、来说明自

9、己假说的“正正确确”和和“真实真实”。n排除错误排除错误 研究人员要批判和检验所提出的理论、研究人员要批判和检验所提出的理论、假说、设想和方案等，通过实践证明是不是对的。假说、设想和方案等，通过实践证明是不是对的。科学研究的态度科学研究的态度n勤奋勤奋n严谨严谨n创新创新创新就是要做第一流的工作。你要做最先进的工作，就创新就是要做第一流的工作。你要做最先进的工作，就是要超越前人，去洞察世界的奥秘。是要超越前人，去洞察世界的奥秘。n方法方法方法不是取巧，学问绝无取巧的可能，但是科学有方法，方法不是取巧，学问绝无取巧的可能，但是科学有方法，学习有方法，掌握科学的方法可以事半功倍。学习有方法，掌握科

10、学的方法可以事半功倍。科学研究的方法科学研究的方法n）首先认识到问题的存在）首先认识到问题的存在n）要把问题的非本质方面找出来，加以剔除）要把问题的非本质方面找出来，加以剔除n）要把你能够找到的、同这个问题有关的全部数）要把你能够找到的、同这个问题有关的全部数据都收集起来，包括各种有意设计出来的情况据都收集起来，包括各种有意设计出来的情况实验实验n）假设或假说）假设或假说 有了这些收集起来的数据，就可以有了这些收集起来的数据，就可以作出某种初步的概括，以便尽可能简明地对它们加作出某种初步的概括，以便尽可能简明地对它们加以说明，亦即用某种简明扼要的语言或者某种数学以说明，亦即用某种简明扼要的语言

11、或者某种数学关系式来加以概括。关系式来加以概括。n）有了假说以后，你就可以对你以前未打算进行）有了假说以后，你就可以对你以前未打算进行的实验的结果作出推测。下一步，你便可以着手进的实验的结果作出推测。下一步，你便可以着手进行这些实验，看看你的假说是否成立。行这些实验，看看你的假说是否成立。n）如果实验获得了预期的结果，那么，你的假说）如果实验获得了预期的结果，那么，你的假说便得到了强有力的事实依据，并可能成为一种理论，便得到了强有力的事实依据，并可能成为一种理论，甚至成为一条甚至成为一条“自然定律自然定律”。论文查找方法论文查找方法n图书馆：书籍、期刊、文献n数字图书馆：n网络 nBBS论文学

12、习方法论文学习方法n题目n摘要n引言n基本方法介绍：特征提取、分类器n实验（结果）n结论n参考文献 概念：图像、数字图像、像素数字图像处理的起源数字图像处理的应用领域图像处理系统的基本组成结构数字图像处理概述数字图像处理概述什么是图像？什么是图像？n定义为二维函数f(x,y)，其中，x,y是空间坐标，f(x,y)是点(x,y)的幅值n灰度图像是一个二维灰度（或亮度）函数f(x,y)n彩色图像由三个（如RGB，HSV）二维灰度（或亮度）函数f(x,y)组成什么是数字图像？什么是数字图像？n像素组成的二维排列，可以用矩阵表示n对于单色（灰度）图像而言，每个像素的亮度用一个数值来表示，通常数值范围在

13、0到255之间，0表示黑、255表示白，其它值表示处于黑白之间的灰度n彩色图像可以用红、绿、蓝三元组的二维矩阵来表示。通常，三元组的每个数值也是在0到255之间，0表示相应的基色在该像素中没有，而255则代表相应的基色在该像素中取得最大值数字图像的像素表示数字图像的像素表示n什么是像素？什么是像素？数字图像由二维的元素组成，每一个元素具有一个特定的位置（x,y）和幅值f(x,y),这些元素就称为像素。数字图像处理的起源数字图像处理的起源n人类分析图像在传输过程后的更好复原空间应用：图像增强、图像复原医学图像作用：通过图像增强、图像复原等技术，增强或复原模糊或损毁的图像n机器感知自动字符识别人脸

14、识别指纹识别数字图像处理的应用领域数字图像处理的应用领域n传统领域医学、空间应用、地理学、生物学、军事n新领域计算机辅助诊断生物特征识别：指纹识别、人脸识别、人耳识别、虹膜识别、舌象设别数码相机(DC)、数码摄像机(DV)互联网、视频、多媒体等基于内容的图像检索、视频检索、多媒体检索游戏、电影特技、虚拟现实、电子商务。图像增强图像增强图像恢复图像的断层成像图像的断层成像面绘制（表面重建）面绘制（表面重建）图像分割图像识别人脸识别人脸识别图像处理系统的基本组成结构图像处理系统的基本组成结构图像存储系统图像存储系统n图像文件格式体系互联网用：GIF、JPG印刷用：TIF、JPG、TAG、PCX国际标准：TIF、JPG、BMPn图像存储体系：分级存储内存存储：处理时使用硬盘存储：处理、备份时用（在线）备份存储：光盘、磁带