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1、數(shù)字圖像處理前言數(shù)字圖像處理(DigitalImageProcessing)是一門關于如何用計算機對圖象進行處理的學科。本課程既講解基本原理和方法,也強調編程實踐(MATLAB實現(xiàn))。教材:數(shù)字圖像處理及MATLAB實現(xiàn),余成波編著,重慶大學出版社,2003參考書:DigitalImageProcessing,R.C.Gonzalez,PrenticeHall,2002.(中文版,阮秋琦譯,電子工業(yè)出版社)2.數(shù)字圖像處理,許錄平,科學出版社,20073.Matlab圖像處理與應用,董長虹等,國防工業(yè)出版社,20044.數(shù)字圖像處理學Vi
2、sualC++實現(xiàn),郎銳編,北京希望電子出版社,20021.1.1圖像圖像是自然界景物的客觀反映,是人類認識世界和人類本身的重要源泉?!皥D”是物體反射或透射光的分布,它是客觀存在的,而“像”是人的視覺系統(tǒng)所接收的圖在人腦中所形成的印象或認識??傊彩侨祟愐曈X上能感受到的信息,都可以稱為圖像。照片、繪畫、影視畫面是圖像;照相機、顯微鏡的光學成像也是圖像。漢字也可以說是圖像的一種;圖形也屬于圖像的范疇。通過某些傳感器變換得到的電信號圖,如腦電圖、心電圖等也可看做是一種圖像。1.1圖像第1章圖像與計算機圖像處理視頻(Video):視頻圖像又稱
3、為動態(tài)圖像、活動圖像或者說運動圖像。它是一組圖像在時間軸上的有序排列,是二維圖像在一維時間域上構成的序列圖像。如NTSC制式電視30幀/秒,PAL制式是25幀/秒,電影則是24幀/秒。圖形(Graphics):圖形是圖像的一種抽象,它反映圖像的幾何特征,例如點、線、面等。圖形是描述產(chǎn)生圖像中的點的過程和方法。除常見的靜態(tài)圖像以外,圖像還包含以下幾個重要內容:動畫(Animation):動畫屬于動態(tài)圖像的一種。它與視頻的區(qū)別在于視頻的采集來源于自然的真實圖像,而動畫則是利用計算機產(chǎn)生出來的圖像或圖形,是合成動態(tài)圖像。動畫包括二維動畫、三維動
4、畫等多種形式。符號(Symbol)與文字(Character):符號可以表示許多信息。符號包括各種描述量、數(shù)據(jù)、語言等。其中最重要的是數(shù)值、文字等有結構的符號組。符號是用特定值表示的,如ASCII碼、中文國標碼等。什么是數(shù)字圖象?數(shù)字圖象是指由被稱作象素的小塊區(qū)域組成的二維矩陣。對于單色即灰度圖象而言,每個象素的亮度用一個數(shù)值來表示,通常數(shù)值范圍在0到255之間,即可用一個字節(jié)來表示,0表示黑、255表示白,而其它表示灰度。如下圖所示:125,153,158,157,127,70,103,120,129,144,144,150,150,1
5、47,150,160,165,160,164,165,167,175,175,166,133,60,133,154,158,100,116,120,97,74,54,74,118,146,148,150,145,157,164,157,158,162,165,171,155,115,88,49,…………111,114,114,123,126,121,116,110,107,116,116,129,135,134,131,120,126,121,85,32,29,43,33,37,52,32,105,114,117,118,123,122,
6、116,113,118,112,104,108,111,105,113,126,123,107,51,27,25,34,40,35,39,36,灰度圖象(128x128)及其對應的數(shù)值矩陣(僅列出一部分(26x31))圖像是一種空間信息,它具體地表明了事物的形態(tài)、位置和色彩等,以便人們進行觀察、測量和識別。圖像包含了豐富的信息,它直觀地提供了景物的顏色、亮度、紋理、位置和形狀等。上述信息成為人們理解該圖像所表現(xiàn)的事物的基礎。圖像在人類接收和傳遞信息中都起著重要的作用。因為圖像比起聲音、文字信息有其突出的長處,那就是圖像的直觀性、客觀性,它
7、能原封不動地將客觀事物的原形展現(xiàn)在眼前。而聲音、文字信息則是通過描述來表達事物,即屬于描述性的信息。會受到描述者的許多因素的影響,諸如主觀、片面、專業(yè)、情緒、狀態(tài)等都會使描述偏離客觀事物。1.1.2圖像信息的重要性圖像信息的重要性還在于人們的視覺系統(tǒng)有著瞬間獲取圖像、分析圖像、識別圖像和理解圖像的能力。從視覺接受信息的角度看,可認為圖像是空間客觀景物在眼球視網(wǎng)膜上形成的像。視覺系統(tǒng)和大腦具有高超的能力,能區(qū)分圖像中的物體與背景;能感知顏色、亮度、形狀、方向、位置、運動等信息的細微差別;能將有意義的信息綜合成一體;有很強的信息存儲能力;具有
8、高效地進行平行處理的能力等等。其實,人們在生活和非自動化生產(chǎn)中,都離不開用視覺獲取圖像和處理圖像。人類通過眼、耳、鼻、舌、身接受信息,感知世界。約有75%的信息是通過視覺系統(tǒng)獲取的。數(shù)字圖象處