数字图像处理（第三版）入门到放弃---第一章 绪论

数字图像处理---第一章 绪论


引言
1.1 什么是数字图像处理
1.1.1 数字图像定义：一幅图像在任何一对空间坐标的二维函数f(x,y)和它的幅值f称为该点处的强度和灰度，x,y和灰度值f是有限的离散数值。
1.1.2 像素：数字图像由有限数量的元素组成，每个元素都有特定的位置和幅值，这些元素称为图画元素。
1.1.3 数字图像处理：借助数字计算机来处理数字图像。
1.1.4 图像低级处理：初级操作，如降低噪声的图像预处理，对比度增强和图像尖锐化等。输入输出都是图像。
1.1.5 图像中级处理：涉及诸多任务，如分割，减少这些目标物的描述，以使其更适合计算机处理及对不同目标的分类识别。输入图像，输出是从这些图像中提取特征（如边缘、轮廓及各物体的标识等）。
1.1.6 图像高级处理： “理解”已识别目标的总体，认知。


1.2 数字图像处理的起源
数字图像处理领域的发展必须依靠数字计算机及数据存储、显示和传输等相关支撑技术的发展。


1.3 使用数字图像处理领域的实例
伽马射线  --> X射线 --> 紫外线 --> 可见光 --> 红外线 --> 微波 --> 无线电波
1.3.1 伽马射线成像：主要用途包括核医学和天文观测。将放射性同位素注射到人体内，当这种物质衰变时就会放射出伽马射线，检测收集放射线产生的图像。
1.3.2 X射线成像：医学诊断，天文学
1.3.3 紫外波段成像：显微镜方法和天文观测
1.3.4 可见光及红外波段成像：显微技术。遥感，自动视觉检测。
1.3.5 微波波段成像：雷达
1.3.6 无线电波成像：医学，核磁共振成像
1.3.7 使用其他成像方式的例子：超声波 


1.4 图像处理的基本步骤
第二章 图像获取：图像预处理，图像缩放
第三章和第四章 图像滤波与增强：图像增强，达到主观偏爱的基础
第五章 图像复原：以图像复原，客观的
第六章 彩色图像处理：彩色图像模型
第七章 小波与多分辨率处理：以不同分辨率来描述图像的基础。
第八章 压缩：指的是减少图像存储量或降低传输图像带宽的处理。
第九章 形态学处理：涉及提取图像分量的工具，这些分量在表示和描述形状方面很有用。
第十章 分割：将一幅图像划分为它的组成部分或目标。
第十一章 表示和描述：把像素数据换成适合计算机处理的形式，特征提取
第十二章 目标识别：基于目标的描述给该目标赋予标志的过程。


1.5 图像处理系统的组成


问题域-->图像传感器-->专用图像处理硬件-->计算机   --图像处理软件--大容量存储能力---显示器


图像传感器：1、对我们希望成像的目标辐射的能量很敏感。2、数字化器：把物理感知装置的输出转换为数字形式的设备。
专用图像处理硬件：快速数据吞吐的功能。
计算机：通用的图像处理系统。
图像处理软件：由执行特定任务的专用模块组成。
大容量存储能力：1024*1024像素 每个像素8bit 需要压缩。






第二章 数字图像基础
引言
2.1 视觉感知要素
  人体的视觉感知做比较
2.1.1 人眼的结构
  人眼有三层薄膜包围：角膜与巩膜外壳、脉络膜和视网膜。
2.1.2 眼睛中图像的形成
  普通相机：镜头有固定的焦距，各种距离的聚焦是通过改变镜头和成像平面间的距离实现的，胶片放置在成像平面上。
  人眼：晶状体和成像区域（视网膜）之间的距离是固定的，实现正确聚焦的焦距是通过改变晶状体的形状来得到的。
2.1.3 亮度适应和辨别
  视觉系统往往会在不同强度区域的边界处出现“下冲” 和“上冲”。
  同时对比：
  错觉


2.2 光和电磁波谱
   波长：入=c/v  （c：光速 2.998×10^8，v：频率）
   E=hv  （h：普朗克常数）


2.3 图像感知和获取
2.3.1 使用单个传感器获取图像：光二极管
2.3.2 使用条带传感器获取图像：内嵌传感器组成传感器带
2.3.3 使用传感器阵列获取图像：CCD阵列
2.3.4 简单的图像形成模型
      二维图像f(x,y),  0<f(x,y)<∞
      f(x,y)=i(x,y)r(x,y)  
      i(x,y):入射到被观察场景的光源照射总量, 0<i(x,y)<∞，取决于照射源；
      r(x,y):场景中物体所反射的光照总量，0<r(x,y)<1, 0:吸收，1：全反射，取决于物体的特性