数字图像处理

简介Introduction

图像是对客观存在的物体的一种生动的写真或描述

图像分类Image classification

• Analog image：模拟图像，空间坐标和明暗程度连续变化，计算机无法直接处理
• Digital image：数字图像，空间坐标和明暗程度均不连续，用离散的数字表示，便于计算机处理

⚠️Definition of a digital image:
An image may be defined as a two-dimensional function, f(x,y), where x and y are spatial(plane) coordinates, and the amplitude of f at any pair of coordinates (x,y) is called the intensity or gray level of the image at that point.
When x, y, and the intensity values of f are all finite, discrete quantities, we call the image a digital image.

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一幅图像用一个二维的函数f(x,y)定义，其中x,y表述空间坐标。坐标(x,y)处的值称为图像在该点处的强度值或是灰度级

当x,y的强度值f都是有限的离散量，我们就称之为数字图像

图像处理Image Processing

• Analog image processing：模拟图像处理，如放大、缩小、显微等
• Digital Image Processing(DIP)：计算机图像处理，利用计算机对数字图像进行系列操作，从而获得某种预期结果对技术

图像工程的三个层次Three levels of image enginnering

• Low-level processing
• Mid-level processing
• High-level processing

低级图像处理Low-level image processing

主要满足对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果并为自动识别打基础，或对图像进行压缩编码以减少所需存储空间或传输时间、传输通路的要求。

输入是图像，输出也是图像，即图像之间进行变换。

image transform——图像变换
 算法很多，包括傅立叶变换、余弦变换和小波变换等。

image enhancement——图像增强
 显示图像中被模糊的细节，或是突出图像中感兴趣的特征

image restoration——图像复原
 以图像退化的数学模型为基础，来改善图像质量。

中级图像处理Mid-level image processing

中级处理主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得它们的客观信息从而建立对图像的描述。

输入是图像，输出是数据。

图像分割(image segmentation)
 图像分割是指将一幅图像划分为互不重叠的区域并提取感兴趣目标的处理。

高级图像处理High-level image processing

在中级处理的基础上，进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释，从而指导和规划行动。

输入是图像，输出是一种描述。

例如车牌检测(License Plate Recognition)属于高级图像处理

三个层次的异同点The difference among the three levels

三者既有联系又有区别，三者有机结合就是图像工程。

数字图像处理的应用The application of digital imaxge processing

1. 遥感技术Remote sensing: Agriculture, forestry resources survey, crop growth monitoring, natural disaster monitoring and forecasting, geologic investigations, environmental pollution detection.

2. 在工业上的应用Industry: Non-destructive testing, production process automation (identify parts, assembly quality inspection), and development of industrial robots.

3. 在军事上的应用Military: aviation and satellite photo mapping and interpretation, radar and sonar image processing, missile guidance, military simulation.

4. 在通信上的应用Communication: image fax, digital television, Internet video chat, video telephony, etc.

5. 在公共安全方面的应用Public Security: Fingerprint identification, seal and counterfeit money identification, security check, handwriting and mark identification.

   我未来的研究方向也将以信息安全方面的隐写术相关

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