1、图像的基本概念 李坤 天津大学计算机科学与技术学院 2016-03-04 1 / 29 2 数字图像处理 课程介绍 32学时，其中包括 1-2次上机实验 授课教师 1-8周：李坤 9-16周：冯伟 办公地点： 55B422（李坤） 联系电话： 15822385475（李坤） E-mail： （李坤） （冯伟） 考核方式：作业 20%， Project 80% 2 / 29 2016-03-04 3 数字图像处理 Project要求 2-3人一组 限定选题 自由选题 文章复现 : 实现一篇文献列表里 (包括 siggraph, siggraph asia, iccv, iccp, cvpr等）
2、的论文。可以尽量找有代码的文献，采集或下载一些数据进行实验并试图做一些改进。 3 / 29 2016-03-04 4 数字图像处理 课程介绍 教材 Rafael C.Gonzales. Digital Image Processing (Third Edition).电子工业出版社， 2010 年 1 月，阮秋琦 , 阮宇智，数字图像处理 (第 3 版 )，电子工业出版社， 2011 主要参考资料 冈萨雷斯，数字图像处理 (MATLAB 版 )，电子工业出版社， 2005 章毓晋编著， 图像处理和分析 ，清华大学出版社， 1998 4 / 29 2016-03-04 5 数字图像处理 国际相关
3、会议和杂志 会议： IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV) European Conference on Computer Vision (ECCV) IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) ACM Multimedia Conference (MM) 5 / 29 2016-03-04 6 数字图像处理 国际相关会议和杂志 会议： IEEE International Conference on Ima
4、ge Processing (ICIP) IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME) International Conference on Pattern Recognition (ICPR) ACM International Conference on Image and Video Retrieval (CIVR) 6 / 29 2016-03-04 7 数字图像处理 国际相关会议和杂志 期刊： IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intellig
5、ence (PAMI) IEEE Transactions on Image Processing (IP) IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology (CSVT) International Journal of Computer Vision (IJCV) Pattern Recognition (PR) Image and Vision Computing (IVC) 7 / 29 2016-03-04 8 数字图像处理 前八周课程安排 图像的基本概念 彩色图像处理 图像采集技术 摄影 图像变换 图像频域
6、变换 基于图像的三维建模 3DTV中的场景表示技术 另外有 1次实验课 8 / 29 2016-03-04 9 数字图像处理 数字图像处理基础 概述 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 图像处理系统的部件 基础知识 图像的采样和量化 数字图像的表示 数字图像的质量 像素间的一些基本关系 9 / 29 2016-03-04 10 数字图像处理 基本概念 图像：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 数字图像：对图像进行离散化，是图像的数字表示，像素是其最小的单位 像素：数字图像由二维的元素组成，每一个元素具
7、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 10 / 29 2016-03-04 11 数字图像处理 数字图像的分类 灰度图像 对于单色即灰度图像而言，每个像素的亮度用一个数值来表示，通常数值范围在 0到 255之间，即可用一个字节来表示， 0表示黑、 255表示白，而其它表示灰度。 11 / 29 2016-03-04 12 数字图像处理 数字图像的分类 彩色图像 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的最小值，而 255则代表相应的基色在该像素中取得最大值，这种情况下每个像素可用
8、三个字节来表示。 12 / 29 2016-03-04 13 数字图像处理 数字图像处理的起源 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 机器感知 自动字符识别 OCR 人脸识别 指纹识别，生物特征识别 13 / 29 2016-03-04 14 数字图像处理 数字图像处理的应用领域 传统领域 医学、空间应用、地理学、生物学、军事 最新领域 数码相机 (DC)、数码摄像机 (DV) 指纹识别、人脸识别 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 水印、游戏、电影特技、虚拟现
9、实、电子商务等 14 / 29 2016-03-04 数字图像处理的应用无处不在 15 数字图像处理 应用实例 15 / 29 2016-03-04 去噪 16 数字图像处理 应用实例 16 / 29 2016-03-04 超分辨率 17 数字图像处理 应用实例 17 / 29 2016-03-04 去模糊 18 数字图像处理 应用实例 18 / 29 2016-03-04 图像修复 19 数字图像处理 应用实例 19 / 29 2016-03-04 人脸检测与跟踪 20 数字图像处理 应用实例 20 / 29 2016-03-04 事件识别 21 数字图像处理 图像处理系统的基本组成结构 图
10、像数字化设备，包括数码相机、数码摄像机、带照相和 /或摄像功能的手机等 图像处理设备，包括计算机和存储系统 图像输出设备，包括打印机，也可以输出到 Internet上的其它设备 21 / 29 2016-03-04 22 数字图像处理 数字图像处理基础 概述 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 图像处理系统的部件 基础知识 图像的采样和量化 数字图像的表示 数字图像的质量 像素间的一些基本关系 22 / 29 2016-03-04 23 数字图像处理 图像的采样和量化 大多数传感器的输出是连续电压波形 为了产生一幅数字图像，需要把连续的感知数据转化为数字形式
11、 这包括两种处理：采样和量化 采样：图像空间坐标的数字化 量化：图像函数值（灰度值）的数字化 23 / 29 2016-03-04 24 数字图像处理 图像采样 空间坐标 (x,y)的数字化被称为图像采样 确定水平和垂直方向上的像素个数 N、 M 24 / 29 2016-03-04 25 数字图像处理 采样方法 由于图像是二维分布的信息，所以采样是在 x轴和 y轴两个方向上进行的 一般情况下， x轴方向与 y轴方向的采样间隔相同： 均匀采样 采样时的注意点是： 采样间隔 的选取 采样间隔太小，则增大数据量；太大， 则会发生信息的混叠，导致细节无法辨认 25 / 29 2016-03-04 2
12、6 数字图像处理 非均匀采样 在灰度级变化尖锐的区域，用细腻的采样， 在灰度级比较平滑的区域，用粗糙的采样 26 / 29 2016-03-04 27 数字图像处理 采样指标分辨率 27 / 29 2016-03-04 分辨率 是指映射到图像平面上的单个像素的景物元素的尺寸。 单位：像素 /英寸，像素 /厘米 （如：扫描仪的指标 300dpi） 分辨率 或者是指要精确测量和再现一定尺寸的图像所必需的像素个数。 单位：像素 *像素 （如：数码相机指标 30万像素（ 640*480） 28 数字图像处理 图像的采样与数字图像的质量 28 / 29 2016-03-04 29 数字图像处理 图像的采样与数字图像的质量 29 / 29 2016-03-04 30 数字图像处理 图像的采样与数字图像的质量 30 / 29 2016-03-04
