数字图像处理技术

《数字图像处理技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8章数字图像处理技术智西湖18.1数字图像处理概述8.1.1数字图像处理的发展与应用状况图像的应用已有数千年历史。最初是用于像形文字和绘画。17世纪出现显微镜图，在医学上有很大的贡献。20世纪30年代出现电视，对新闻传播和文化娱乐起了很大作用。1858年出现的黑白照片和1924年制出的彩色照片，对人类文化、艺术和生活带来很大影响。1972年出现了卫星遥感图和医学上的CT图，这些图像采用了计算机技术，对军事、科研和医学具有极为重要的意义。2数字图像处理的起源图8.11921年的图像图8.21922年的图像31929.15种色调图8.31929年的图像4图8.460年代末期70年

2、代初的数字图像处理60年代末数字图像处理出现5图像处理的应用范围医学:CT,MRI分析，手术导航等军事：交战仿真导弹安全：指纹视网膜签名面部识别等娱乐：游戏、动画、电影通讯：电视、电话工业：机械人、质量控制、检测环境资源：云图分析、RS、GIS等Internet：基于内容的图像检索…………61.AIM-9X“响尾蛇”导弹AIM-9X“响尾蛇”空对空导弹是最新的、第5代近距空空导弹。装备F-14、F-15、F-16、F-18等战斗机。AIM-9L/M采用红外寻的制导，导引头采用氩致冷的锑化铟探测器，具有全向攻击能力。2.法国“新一代响尾蛇”地对空导弹最大射程11公里，最大射高6千

3、米,速度3.5马赫，系统反应时间5秒。火控系统采用雷达、热成像和电视等多种控测装置，能对付多个不同目标，抗电子干扰能力强，发现和拦截目标全过程实现自动化作业。军事应用a.AIM-9X“响尾蛇”导弹b.“新一代响尾蛇”地对空导弹图8.5军事应用7医学应用图8.6医学应用8应用于安全方面图8.7安全方面应用a.指纹识别b.虹膜识别9惠更斯号探测土卫六“惠更斯号”传回的土卫六表面照片,NASA科学家称土卫六发现甲烷河流和冰封陆地.图8.8土卫六表面照片10图8.9土卫六11图像的类型连续函数离散函数数学函数图像光图像画图照片图片可见图像物体图8.10图像的类型12数字图像处理(Dig

4、italImageProcessing)又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理作为一门学科形成于20世纪60年代初。早期图像处理的目的是以改善图像质量、改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像。常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。1320世纪60年代以来，美国及一些国际组织发射了资源遥感卫星(如LANDSAT系列)和天空实验室(如SKYLAB)，由于成像条件受飞行器位置、姿态、环境条件等影响，图像质量不高。因此，以昂贵的代价进行简单直观的判读来获取图像不合算，必须采

5、用数字图像处理技术。如LANDSAT(地球资源)系列陆地卫星，采用多波段(光谱)扫描器(MSS)，在900km高空对地球每一个地区以18天为一周期进行扫描成像，其图像分辨率大致相当于地面上10--100米左右(如1983年发射的LANDSAT-4，分辨率为30m)。这些图像在空中先处理(数字化，编码)成数字信号存入磁带中，在卫星经过地面站上空时，高速传送下来，然后由处理中心分析判读。这些图像无论是在成像、存储、传输过程中，还是在判读分析中，都必须采用很多数字图像处理方法。14首次获得成功应用的是美国喷气推进实验室(JPL)。他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球

6、照片使用了图像处理技术，如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，并考虑了太阳位置和月球环境的影响，由计算机成功地绘制出月球表面地图。随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理，获得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图，成果非凡，为人类登月奠定了坚实基础，也推动了数字图像处理学科的诞生。在以后的宇航空间技术，如对火星、土星等星球的探测研究中，数字图像处理技术发挥了巨大作用。15随着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发展，从20世纪70年代中期开始，数字图像处理向更高、更深层次发展。人们开始研究如何用计算机系统解释图像，实现类似人类视觉系统理解外部世界，这被

7、称为图像理解或计算机视觉。很多国家，特别是发达国家投入更多人力、物力到这项研究，取得了不少重要成果。其中代表性的成果是20世纪70年代末MIT的Marr提出的视觉计算理论，这个理论成为计算机视觉领域其后十多年的主导思想。图像理解虽然在理论方法研究上已取得不小进展，但它本身是个比较难的研究领域，因为人类对自己的视觉过程还了解甚少，因此计算机视觉是一个有待人们进一步探索的课题。16数字图像处理的另一巨大成就是医学上获得的成果。1972年英国EMI公司工程师Housfield发明了用于头颅诊断的X