第一章 介绍

1.1 什么是数字图像处理?

图像:二维函数 $f(x,y)$,其中 $x$ 和 $y$ 是空间(平面)坐标,而在任何一对 $(x,y)$ 处的幅值 $f$ 被称为图像在该点处的强度(intensity)或灰度(gray level)。

数字图像:$x,y$ 和 灰度值 $f$ 是有限的离散数值时,称该图像为数字图像。

像素:数字图像是由有限数量的元素组成的,每个元素都有特定的位置和幅值,这些元素称为像素。

数字图像处理:借助数字计算机来处理数字图像。

数字图像处理的范围:输入和输出都是图像的处理,另外包含从图像中提取特征的处理,直至包含各个目标的识别。

含有超过2个坐标维度的图像:

  • $f [x, y, z]$:3-D monochrome image (e.g., optical hologram)
  • $f [x, y, t]$:time-varying monochrome image over continuous time domain
  • $f [x, y, t_n]$:time-varying monochrome image with discrete time samples (cinema)
  • $f [x, y, λ]$:spectral image with continuous domain of wavelengths
  • $f [x, y, \lambda_n]$:multispectral image, discrete set of wavelengths
  • $f [x, y, t_n, λ_m]$:discrete samples in time and wavelength, e.g., color movie
  • $f [x, y, z, t, λ]$:reality

1.2 数字图像处理的历史

现代数字图像处理:

  • 19世纪60年代:计算机技术的进步和空间项目的发展
  • 19世纪70年代:医学应用
  • 目前,数字图像处理技术已经发展到了各种任务、各种领域、各种来源。

1.3 数字图像处理的应用

根据光子能量排列的电磁波谱:

2.png

从左到右:

名称含义
Gamma rays伽马射线
X-raysX射线
Ultraviolet紫外线
Visible可见光
Infrared红外线
Microwaves微波
Radio waves无线电波

伽马射线成像

  • 核医学
  • 天文观测

核医学

X射线成像

  • 医学诊断
  • 工业和其他领域,如天文学

紫外波段成像

  • 显微镜方法
  • 天文观测

可见光及红外波段成像

  • 显微镜方法
  • 天文学
  • 遥感
  • 天气观测及预报
  • 工业

微波波段成像

  • 雷达

无线电波段成像

  • 医学(核磁共振)
  • 天文学

1.4 数字图像处理的基本步骤

  • Image acquisition (图像获取)
  • Image enhancement (图像增强)
  • Image restoration (图像还原)
  • Image reconstruction (图像重建)
  • Image compression (图像压缩)
  • Image segmentation (图像分割)
  • Image representation and description (图像的表示与描述)
  • Object recognition (目标识别)

1.5 图像处理系统的组成

Last modification:September 27th, 2019 at 01:44 pm
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