数字图像处理(朱虹)课件

图像处理与传输,主讲： 朱虹,图像处理与传输,电话： 82312168 办公室：教5楼423（416） 网址： http:/ xautdiph.51.net Email: zhuhongxaut.edu.cn,第一章 导论,一、研究背景： 地球数字化带来的任务，一方面要求处理对象的数字化，一方面要求处理时的直观性。因此给我们带来了许多的研究课题和研究方向。,第一章 导论,二、我们有什么可做的以及我们可以做什么 其实，这个问题不是老师一个人可以回答的问题，我们可以通过以下的几个例子来进行思考和讨论。,1. 火车识别系统,系统概况：对开过来的一列货车，判别是否挂有棚车，如果有，棚车的车门是否关闭并上锁（铅封）,96毕业生的课题,2. 二维条码身份证系统,系统概况：给身份证一种防伪的手段，要求伪造困难，识别可靠。还有一点就是实现方便，成本低。 主要技术： 二维条码的编码与解码 图像压缩，图像识别,2000级挑战杯课题,3.视频跟踪系统,目标的跟踪 要求对所判定的目标可以进行快速的跟踪，要求镜头随目标的移动而跟踪移动。在目标特征发生变化时，仍旧可以锁定目标。,99级毕业设计课题,人物跟踪,小车跟踪,4.弱可视环境下的图像清晰化,该项技术是为了解决对在很微弱的情况下获取的图像进行处理，获得现场的某些细节信息。,98级挑战杯课题,5. 大雾天气下的图像清晰化,2001级研究生课题,大雾天气下的景物清晰化,6. 三维彩色CT技术,CT是目前使用非常广泛的医学影像技术，该技术可以很大程度地辅助医生进行科学的手段。 为了提高早期诊断率，影像的处理成为非常重要的课题。,2004年挑战杯课题,获2005年西安市大学生软件竞赛金奖，陕西省挑战杯二等奖,彩色CT系统,多窗伪彩色增强,彩色CT系统,多器官三维成像,彩色CT系统,单器官伪彩显示,多器官伪彩显示,7.印章的真伪鉴别,印章的真伪鉴别难点是： 相同印章所加盖的印鉴是不同的； 伪造技术高，导致逼真程度高； 印鉴加盖在有底纹的凭单或文件上。,2004年挑战杯课题,获2005年西安市大学生软件竞赛银奖，陕西省挑战杯一等奖,印章真伪鉴别系统,印章真伪鉴别系统,不同颜色的底纹和不同形状的印章,印章真伪鉴别系统,不同的印鉴加盖质量,8. 印刷缺陷检测系统,： ：,自动分幅,印刷缺陷检测系统,色偏检测,印刷缺陷检测系统,刀丝检测,印刷缺陷检测系统,印刷不实检测,印刷缺陷检测系统,污点检测,目标：当目标经过检测点时可实时检测其装载状态,货车安全状态自动识别系统,货车安全状态自动识别系统,安装现场,货车安全状态自动识别系统,图像采集用的光电开关,货车安全状态自动识别系统,图像采集并最终判断车门的开闭,货车安全状态自动识别系统,车门为关闭状态,货车安全状态自动识别系统,车门为开启状态,证件照片的获取,防伪认证,低照度下的景物清晰化,CMOS图像噪声滤除技术,以手机上的摄像头为代表的CMOS器件，在低照度（如室内）光线较暗之处所拍摄的画面有明显的噪声。,三、图像处理的主要研究方向,图像的数字化 6. 图像的隐藏 图像增强与清晰化 7. 图像的编码 图像的几何变换 8. 图像的三维重建 图像的融合 9. 图像的识别 图像的检索 10. 图像的修补,运动模糊图像的清晰化,散焦模糊图像的清晰化,图像增强示意图,图像的几何畸变校正,图像的融合 变景深图像的拼接,图像的融合远、近景聚焦融合,商标检索,基于单张侧面人脸照片的虚拟三维人脸,(a) 小角度侧面照片 (b) 生成的三维虚拟人脸,基于单张侧面人脸照片的虚拟三维人脸,(a) 大角度侧面照片 (b) 生成的三维虚拟人脸,基于单张侧面人脸照片的虚拟三维人脸,(a) 大角度侧面照片 (b) 生成的三维虚拟人脸,基于两张正交人脸照片的虚拟三维人脸,(a) 侧面人脸 (b) 正面人脸 (c) 正面特征点调整 (d) 侧面特征点调整,基于两张正交人脸照片的虚拟三维人脸,三维模型的多视角显示,肾组织切片图像的处理与识别,通过图像分割技术，获得肾小球区域的边界（闭合），最终对所提取出的肾小球内部的细胞核进行定性与定量分析,细菌自动检测分析,结果：单细菌个，聚团细菌个,可自动对显微镜下的细菌进行检测与统计，可以抵抗染色以及杂质的影响,照片划痕的修补,照片中特定物体的去除,四、图像的概念,图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述。是物体的一种不完全、不精确，但在某种意义上是适当的表示。,1. 图像的类型,物体,图像,数学 函数,不可见的物理图像,可见的图像,光图像,照片、图、画,2维条码,2. 数字图像,数字图像是图像的数字表示，像素是其最小的单位。 数字图像的描述有： 1）无彩色图像 2）彩色图像,3. 数字图像处理,1）将一幅图像变为另一幅经过加工的图像，是图像到图像的过程。 2）将一幅图像转化为一种非图像的表示，如一个决策等。,五、数字图像处理系统概要,光,光源,A/D转换单元,图像存储单元,计算机,1. 照明方式,2. 摄像单元,CCD图像（光电）传感器,工作原理是：将光能量转换为电荷，并将转换得到的电荷进行存储。 CCD传感器分为线阵式和阵列式两种，具有代表性的产品分别有扫描仪和数码相机。,目前的图像传感器分为CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补型金属氧化物半导体）两种。赞成CCD芯片的主要论据是这种芯片比CMOS更灵敏，因此可在昏暗的光线下照出较好的相片。用CCD芯片的相机照出的相片也比CMOS清楚，使用COMS芯片有时会有“噪声“问题图像上有些缺点。 但从另一方面讲，CMOS芯片的成本较低，在这里节省的费用可转化为更低的相机价格。此外，CMOS芯片比CCD芯片吸收的能量少，所以CMOS芯片的相机换一次电池可使用更长的时间。出于图像质量的考虑，目前大多数数码相机使用CCD技术。但手机上多采用CMOS芯片。,六、图像通信,图像通信系统框图：,图像通信,数字图像传输的优点： 1）可以多次中继而不致引起噪声的严重积累。 2）有利于采用压缩编码技术。 3）可采用数字通信中的抗干扰编码技术。 4）易于实现保密通信。 5）易于计算机联网，便于综合业务的应用。,作 业（共2题）,看一段视频游戏，或是一段电视新闻节目，写一篇短文来叙述数字图像技术如何应用于产生特殊视觉效果。 请结合本次课程所举示例，谈谈你对数字图像处理的感性认识。,96级学生的毕业设计,图、画,二维条码,数学函数图像 分形（艺术）图,数学函数图像 分形（仿真）图,数字图像处理操作示意图,数字图像处理操作示意图,图像的数字化示意图 采样,图像的数字化示意图 量化,图像压缩编码示例,真彩图 64色图 16色图 256*256*3=196.6K 256*256*6/8+64=49.2K 混合编码=3.15K,图像隐藏示例,