光电图像处理 第二章 图像处理基础知识
第二章
§2.1 数字图像的表示
关键词图像坐标系
§2.2 数字图像的空间分辨率及灰度级分辨率
空间分辨率
分别用1024x1024、512x512、256x256、
128x128、64x64、32x32的网格对原图进
行数字化的结果
空间分辨率
采样数目由1024×1024 逐次减至32×32 像素原图
256级128级64级32级16级8级4级2级
§2.3 像素间的基本关系
（2）邻接性与连通性
3 2 1
4 3 2 1
0 1 3 2 2 3 4
3 3 2 1 0 1 1
（3）像素间的距离
是一个度量函数，并满足：
]
三种距离的定义
本节小结
作
§2.4 数字图像文件格式
图像处理基础知识点
图像处理基础知识点 1、Ps的作用：调色、修复图片、艺术创作等等 2、Ps的启动：开始>>所有程序>>ps 3、Ps的退出：关闭按钮、文件>>退出、ctrl+q 4、图像间的显示关系：窗口>>排列（层叠、水平平铺、垂直平铺、排列图标） 5、Ps：标题栏、菜单栏、属性栏、工具条（左侧可移、过去单列工具条，现在ps3单双列）、图像编辑窗口、面板组合窗口（右侧可移）、状态栏 6、1）位图图像：图像由一个一个带有颜色值的小点组成的。称这些小点为像素。图像由像素组成横向*纵向 2）矢量图像：不是由像素点组成的，例如：flash等等 7、新建文件： 1）快捷键——ctrl+n>>名称（保存的默认名称）、预设（可以将设置保存为日后使用：存储预设）、宽度（单位：像素（图像最小单位）、高度、分辨率（单位面积上像素的多少，像素越多图像越精细）、颜色模式、背景内容（背景颜色：白色、背景色、透明））>>确定2）文件>>新建 3）Ctrl并在空白处双击 8、打开文件： （资源管理器：我的电脑右键资源管理器寻找素材）1）将图像往PS中拖（可以拖动多张）2）文件>>打开 3）在空白位置双击4）ctrl+o 9、存储：文件>>存储ctrl+s 文件>>另存储为ctrl+shit+s 10、关闭图像文件：文件>>关闭Ctrl+w或ctrl+F4 窗口右上角的关闭按钮 窗口>>文档>>关闭全部：可关闭全部打开的图像 11、工具箱按Tab可以打开和关闭（右下角有黑三角证明为一个工具组）：第一组：选择、移动、裁切等第二组：修复、绘画、模糊、加深、减淡等第三组：路径的设置、文字的操作等第四组：附注工具等 12、Alt+delete:用前景色填充Ctrl+delete：用背景色填充 13、Ctrl+d:取消选区选择>>取消选区右键>>取消选区
图像光电转换的基本过程
图像光电转换的基本过程
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图像光电转换的基本过程 电视图像的传送是基于光电转换原理，而实现光电转换的关键器件是发送端的摄像管和接收端的显像管。 1. 图像的分解 电视系统处理和传送的对象是光的景物，景物存在于三维空间，其光学特性（即景物的亮度和色度信息）不仅随空间位置的不同而不同，而且还与时间有关系（静止景物除外）。因此，景物信息是三维空间和时间的函数，可用光学信息表达式为：。 但是目前的电视系统仍为平面彩色电视，只传输景物的二维光学信息，因此上式中的z可不考虑。另外，这里仅讨论黑白平面活动图像，只需传输各像素的亮度信息，其光学信息表达式简化为：。 但是，亮度仍然是x、y、t的三维函数，而经传输通道传送的电信号为电压（或电流），只能是时间的一维函数为：。实现转换的方法是：将景物信息分解成很多小点，这样
就能以每个小点为单位进行光电转换和传送。因此，对于每个小点来说，其光学特性以及经光电转换得到的电信号就只与时间有关了，也就是将景物信息转化成时间的一维函数。 将景物图像化整为零的方法称为图像的分解，分解之后的小点称为像素。所谓像素，就是组成图像的元素，即基本单位，具有单值的亮度信息和空间位置。一幅电视图像由许许多多个像素组成，电视系统能够分解的像素数越多，图像就越清晰、细腻。在我国的黑白广播电视标准中，一幅图像包含大约40～50万个像素。图像的结构—导学。 图像的分解是在摄像端的光电转换和扫描过程中完成的。在接收端，通过显示装置的扫描和电光转换作用，这些被分解的像素又会在屏幕上合成出原来的图像，从而实现电视的全过程。 2.图像的传送 一幅图像由许多像素组成，这些像素的亮度信息经光电转换之后变成相应的电信号。电视系统的任务是将各像素的变换成, 实现转换的方式，有同时传输制和顺序传输制。 ●像素信息同时传输制
matlab-光电图像处理实验(傅立叶变换)
光学图像处理 实 验 报 告 学生姓名： 班级： 学号： 指导教师： 日期：
一、实验室名称： 二、实验项目名称： 图像变换 三、实验原理： 傅立叶变换是信号处理领域中一个重要的里程碑，它在图像处理技术中 同样起着十分重要的作用，被广泛的应用于图像特征提取、图像增强与恢复、噪声抑制、纹理分析等多个方面。 1、离散傅立叶变换（DFT ）： 要把傅立叶变换应用到数字图像处理当中，就必须处理离散数据，离散傅 立叶变换的提出使得这种数学方法能够和计算机技术联系起来。 正变换： 逆变换： 幅度： 相位角： 功率谱： 2、快速傅立叶变换（FFT ）： 离散傅立叶变换运算量巨大，计算时间长，其运算次数正比于N^2,当 N 比较大的时候，运算时间更是迅速增长。二快速傅立叶变换的提出将傅立叶变换的复杂度由N^2下降到了NlgN/lg2,当N 很大时计算量可大大减 少。 而快速傅立叶变换(FFT)需要进行基2或者基4的蝶形运算，算法上面 较离散傅立叶变换困难。 ∑∑-=-=+-=1010)//(2),(1),(M x N y N vy M ux j e y x f MN v u F π∑∑-=-=+=1010) //(2),(),(M x N y N vy M ux j e v u F y x f π
3、离散余弦变换(DCT)： 为FT 的特殊形式，被展开的函数是实偶函数的傅氏变换，即只有余弦项。变换核固定，利于硬件实现。具有可分离特性，一次二维变换可分解为两次一维变换。 正变换： 逆变换： 其中： 四、实验目的： 1． 了解各种图像正交变换的作用和用途； 2． 掌握各种图像变换的方法和原理； 3． 熟练掌握离散傅立叶变换(DFT)、离散余弦变换(DCT)的原理、方法和实 现流程，熟悉两种变换的性质，并能对图像傅立叶变换的结果进行必要解释； 4． 熟悉和掌握利用Matlab 工具进行图像傅立叶变换及离散余弦变换的基本 步骤、MATLAB 函数使用及具体变换处理流程； 5． 能熟练应用Matlab 工具对图像进行FFT 及DCT 处理，并能根据需要进行 必要的频谱分析和可视化显示。 五、实验内容： 1、读取以下两幅图像，分别对其进行离散傅立叶变换(FFT)。变换处理中，要求进行频谱原点平移到(0,0)，并能分别显示出其2D 频谱图。通过对变换结果的分析，可以看出变换结果满足傅立叶变换（FT ）的什么性质。 2、任意读取一幅灰度图像，对其进行FFT 变换，变换结果要求分别展示其64×64、128×128、256×256 的频谱图（注：为便于分析，要求变换结果的频率原点移动到(0.0)），且对64×64 频谱图能进行3D 显示。 3、任意读取一幅灰度图像，对其进行DCT 变换。变换处理过程要求利用正交变换矩阵法及matlab 的dct2()函数两种方法分别进行，并对变换结果进行比较和分析。 六、实验器材（设备、元件）： ()()()()??? ??+??? ??+=∑∑-=-=N y v N x u y x f v c u c v u F N x N y c 212cos 212cos ,)()(,1010ππ∑∑-=-=??????+??????+=101 02)12(cos 2)12(cos ),()()(),(N u N v c N v y N u x F y c x c y x f ππυμ?????-≤≤==1 1201)(N k N k N k c
光电图像处理论文
数字图像的盲复原研究
1 引言 图像复原，是指消除或减轻图像获取过程中所发生的质量下降，也就是退化，使它趋向于复原成退化前的理想图像。 图像复原的难易程度主要取决于对退化过程的先验知识掌握的精确程度。如果我们对退化的类型、机制和过程都十分清楚，那么就可以根据图像退化的先验知识建立退化模型，采用各种反退化处理方法，如维纳滤波等，对图像进行复原处理，这是比较典型的图像复原方法。然而，在实际的图像处理时，许多先验知识(包括图像的及成像系统的先验知识)往往并不具备。一方面，某些情况下，要获得图像的先验知识需要付出很大的代价，甚至有的还是物理不可实现的。如，在遥感和天文应用中，得出原始图像的统计模型或获得从未被拍摄过的景象的特定信息都是十分困难的;在航空拍摄和天文学中，因为点扩散函数(PSF)的变化难以把握，所以无法获得模糊过程的精确模型;在医学、电视会议等实时图像处理中，PSF的参数很难预知，从而也无法实时地恢复图像。另外，用于估计退化过程的识别技术还会产生很大的误差，以致于复原出的图像存在人为假象。由此看来，图像退化是不可避免的，同时又很难用硬件准确测出图像系统的PSF。基于以上原因，提出了图像盲复原技术这一课题。 图像盲复原是指在图像系统(即退化过程)的信息全部或部分未知的情况下，通过退化图像的特征来估计真实图像和模糊算子的过程。不管从理论上，还是从实际操作上，都是一个十分困难的问题。尽管对经典的线性图像复原己进行过深入的研究，但这些方法并不能直接应用于图像的盲复原，而是有待于进一步的探讨。 另外，对图像复原结果的评价也应确定一些准则，这些准则包括最小均方误差(MMSE)准则、加权均方准则、最大墒准则等。 本章通过对己有算法的研究来讲述图像盲复原的基本原理和方法，探讨它的发展趋势和价值。 2、图像的成像模型 图像复原的首要任务是建立图像的退化模型，即首先必须了解、分析图像退化的机理，并用数学模型表现出来。由于图像退化的原因很多，退化机理比较复杂，因此，要提供一个完善的数学模型是非常复杂和困难的。
光电图像处理实验报告(图像增强)
电子科技大学 实 验 报 告 学生姓名： XXX 学号： XXXXXXXXXX 指导教师： XXX 日期： 2010年3月25日
一、实验室名称： 光电楼327机房 二、实验项目名称： 图像增强 三、实验原理： 图像在生成、获取、传输等过程中，受照明光源性能、成像系统性能、通道带宽和噪声等因素的影响，造成对比度偏低、清晰度下降、并引入干扰噪声。 因此，图像增强的目的，就是改善图像质量，获得更适合于人眼观察、或者对后续计算机处理、分析过程更有利的图像。图像增强是有选择地突出某些对人或计算机分析有意义的信息，抑制无用信息，提高图像的使用价值。 1、 对数与指数变换提高对比度 (1) 对数变换，低灰度区扩展，高灰度区压缩。 (2) 指数变换，高灰度区扩展，低灰度区压缩。 对合适的图像选择对数变换或者指数变换，均可提高图像对比度。 c b y x f a y x g ln ] 1),(ln[),(++ =1 ),(]),([-=-a y x f c b y x g
2、中值滤波 中值滤波法是把邻域内所有像素按灰度顺序排列，然后取中间值作为中心像素的输出。中值滤波可以有效的去除椒盐噪声。 四、实验目的： 1、熟练掌握各种灰度域变换的图像增强原理及方法； 2、熟悉直方图均衡化和直方图规格化的原理及方法； 3、了解空域滤波中常用的平滑和锐化滤波器； 4、熟悉和掌握利用Matlab 工具进行图像的读、写、显示及基本的图像处理 步骤； 5、利用Matlab 工具进行图像增强处理。 五、实验内容： 1、读取一幅低对比度图像，分别对其进行对数变换与指数变换。进行变换前， 应根据需要分别选取合适的指数和对数函数（即确定a、b、c 等调节因子），画出指数和变换曲线。程序设计及处理过程中，要求在同一窗口中分别显示 原始图像、变换结果及其直方图。 2、读取一幅含有椒盐噪声的被污染图像，并对其进行中值滤波处理。要求在 同一窗口中显示原始图像及中值滤波的结果。（选作内容） 六、实验器材（设备、元件）： 计算机，Matlab软件 七、实验步骤： 1、对数与指数变换提高对比度 ⑴打开计算机，从计算机中选择一幅对比度较低的图像作为原始图像。 ⑵观察图像类型，选择合适的提高对比度的方法，指数变换或者对数变换。 ⑶画出程序设计流程图（图一），在Matlab中输入代码调入图像。 ⑷选择将图像进行指数变换，设置常数a,b,c，并输出显示变换曲线。 ⑸输出显示原图像和变换后图像以及其直方图，观察直方图和图像，看是 否达到提高对比度的效果，若未达到，重新设置常数a,b,c。直到图像对 比度提高，并且变换后直方图上灰度分布较原直方图广。 ⑹记录下数值，并将各图存储。
图像处理基础知识
网络域名及其管理 【教材分析】 本节课是浙江教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《信息技术基础》第三章第三节的内容。教材内容分图像的几个基本概念和图像的编辑加工两部分。基本概念有：像素、分辨率、位图和矢量图、颜色、图形与图像、文件格式。其中“像素和分辨率”旨在让学生了解描述数字图像的基本概念；“位图和矢量图，图形和图像”重在要求学生分清这两组概念；“颜色”阐述了用计算机三原色描述和存储数字图像颜色的原理，学生应该学会计算一幅图像的存储空间。“文件格式和图像的编辑加工”旨在让学生了解常见的图像文件格式及简单的图像编辑加工。因此不作为教学的重点。由此可见，本节课内容重在概念原理和技术深层思想的探析，为学生今后进一步学习图像的编辑加工奠定了基础。同时，这部分知识也是对第一章“信息的编码”学习的一个承接，在内容上强化了多媒体信息的编码与二进制编码的对应关系。当然，在这些概念的学习中都体现了“由简单到复杂”这一人类认识事物的基本规律和“逐步细化”这一信息技术解决问题的基本思路，都体现了问题解决与“技术更好地为人服务”的基本思想。 【学情分析】 本节课的学习对象为高一学生。通过第一章的学习，他们已经能够掌握信息的编码及二进制的相关知识。但调查发现，对于具体的图像在计算机市如何表示的，学生还只是有一个大概的了解，知道是用二进制表示的。作为必修课的学习，学生对于信息技术不仅要“知其然”，更重要的是“知其所以然”，也即要理解相关技术原理，技术思想以及研究问题的方法。而理解的目的则是为了更好联系日常生活，更好的的应用。基于上述分析，引领他们探究数字图像的基础知识、训练解决信息技术问题的方法。 【课时安排】一课时 【教学目标】 （一）知识与技能 1.了解像素掌握图像分辨率的概念。 2.掌握数字图像颜色的表示方法及存储空间的大小。 3. 了解位图和矢量图，图像和图形的不同。 4. 了解图像文件的文件格式。 5. 在操作体验的基础上理解像素及颜色的表示。 （二）过程与方法 通过教师讲解、自主探究、讨论交流和操作实践，掌握像素、分辨率、数字图像的颜色的表示方式，进而能够运用这些知识分析、解决现实生活中碰到的实际问题。 （三）情感态度与价值观 结合ps图像的讲解训练，培养灌输学生的法制观念提高学生的网络道德水平。 【教学重点】 分辨率的定义及现实生活中的分辨率的使用；。 【教学难点】 数字图像颜色的表示及存储方法 【教学策略】
光电图像处理课程论文——光电检测器件的性能比较与应用选择
光电检测器件的性能比较与应用选择 1.光电检测器件的分类 根据光电检测器件对辐射的作用形式的不同（也就是工作机理的不同），可将其分为热电检测器件和光子检测器件两大类。 热电检测器件目前常用的有热释电器件、热敏电阻、热电偶和热电堆等。他们的特点如下。 （1）响应波长无选择性。对从可见光到远红外的各种波长的辐射，热电检测器件都表现出同样的敏感。 （2）响应慢。热电检测器件吸收辐射后再产生信号所需要的时间长，一般在几毫秒以上。 光电检测器件应用广泛，通常所说的光电检测器件指的就是光子检测器件。这种器件可分两大类：一类是电真空或光电发射型检测器件，如光电管和光电倍增管；另一类是固体或半导体光电检测器件，如光导型（光敏电阻）和光伏型（光电池与光电二、三极管等）检测器件。它们的特点如下。 （1）响应波长有选择性，因这些器件都存在某一截止波长λ，超过此波长则器件无响应。 （2）响应速度快，一般为几纳秒或几百微秒。 2.光信号的类型 在应用光电检测器件的测量仪器和系统中，光电器件接收的光信号有以下几种。 （1）通断光信号光信号的通断是指由被测对象导致的投射到光电器件上的光信号的截断或通过，如光电开关、光电报警器等接收到的即是通断光信号。此时的光电器件不考虑线性，但要考虑灵敏度。 （2）按一定频率变化的光信号这种光信号是有一定频率的，必须使所选器件的上限截止频率（最好是最佳工作频率）大于输入信号的频率，这样才能测出输入信号的变化。 （3）幅度变化的光信号当被测对象对光的反射率、透过率发生变化或被测对象本身的光辐射强度变化时，光信号幅度大小亦随之改变。为准确测出光信号幅度大小的变化，必须选用线性好、响应快的器件，如光电倍增管、光电二极管等。 （4）有色度差的光信号当被测对象本身辐射的色温存在差异或者表面颜色变化时必须选择具有合适光谱特性的光电器件。
数字图像处理基础知识总结
第一章数字图像处理概论 *图像是对客观存在对象的一种相似性的、生动性的描述或写真。 *模拟图像 空间坐标和明暗程度都是连续变化的、计算机无法直接处理的图像 *数字图像 空间坐标和灰度均不连续的、用离散的数字（一般整数）表示的图像（计算机能处理）。是图像的数字表示，像素是其最小的单位。 *数字图像处理（Digital Image Processing） 利用计算机对数字图像进行（去除噪声、增强、复原、分割、特征提取、识别等）系列操作，从而获得某种预期的结果的技术。（计算机图像处理） *数字图像处理的特点（优势） （1）处理精度高，再现性好。（2）易于控制处理效果。（3）处理的多样性。（4）图像数据量庞大。（5）图像处理技术综合性强。 *数字图像处理的目的 （1）提高图像的视感质量，以达到赏心悦目的目的 a.去除图像中的噪声； b.改变图像的亮度、颜色； c.增强图像中的某些成份、抑制某些成份； d.对图像进行几何变换等，达到艺术效果； （2）提取图像中所包含的某些特征或特殊信息。 a.模式识别、计算机视觉的预处理 （3）对图像数据进行变换、编码和压缩，以便于图像的存储和传输。 **数字图像处理的主要研究内容 （1）图像的数字化 a.如何将一幅光学图像表示成一组数字，既不失真又便于计算机分析处理 b.主要包括的是图像的采样与量化 （2*）图像的增强 a.加强图像的有用信息，消弱干扰和噪声 （3）图像的恢复 a.把退化、模糊了的图像复原。模糊的原因有许多种，最常见的有运动模糊，散焦模糊等（4*）图像的编码 a.简化图像的表示，压缩表示图像的数据，以便于存储和传输。 （5）图像的重建 a.由二维图像重建三维图像（如CT） （6）图像的分析 a.对图像中的不同对象进行分割、分类、识别和描述、解释。 （7）图像分割与特征提取 a.图像分割是指将一幅图像的区域根据分析对象进行分割。 b.图像的特征提取包括了形状特征、纹理特征、颜色特征等。 （8）图像隐藏 a.是指媒体信息的相互隐藏。 b.数字水印。 c.图像的信息伪装。 （9）图像通信
基于matlab数字图像处理与识别系统含程序
目录 第一章绪论 (2) 1.1 研究背景 (2) 1.2 人脸图像识别的应用前景 (3) 1.3 本文研究的问题 (4) 1.4 识别系统构成 (4) 1.5 论文的内容及组织 (5) 第二章图像处理的Matlab实现 (6) 2.1 Matlab简介 (6) 2.2 数字图像处理及过程 (6) 2.2.1图像处理的基本操作 (6) 2.2.2图像类型的转换 (7) 2.2.3图像增强 (7) 2.2.4边缘检测 (8) 2.3图像处理功能的Matlab实现实例 (8) 2.4 本章小结 (11) 第三章人脸图像识别计算机系统 (11) 3.1 引言 (11) 3.2系统基本机构 (12) 3.3 人脸检测定位算法 (13) 3.4 人脸图像的预处理 (18) 3.4.1 仿真系统中实现的人脸图像预处理方法 (19) 第四章基于直方图的人脸识别实现 (21) 4.1识别理论 (21) 4.2 人脸识别的matlab实现 (21) 4.3 本章小结 (22) 第五章总结 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24) 附录 (25)
第一章绪论 本章提出了本文的研究背景及应用前景。首先阐述了人脸图像识别意义；然后介绍了人脸图像识别研究中存在的问题；接着介绍了自动人脸识别系统的一般框架构成；最后简要地介绍了本文的主要工作和章节结构。 1.1 研究背景 自70年代以来.随着人工智能技术的兴起.以及人类视觉研究的进展.人们逐渐对人脸图像的机器识别投入很大的热情，并形成了一个人脸图像识别研究领域，.这一领域除了它的重大理论价值外，也极具实用价值。 在进行人工智能的研究中，人们一直想做的事情就是让机器具有像人类一样的思考能力，以及识别事物、处理事物的能力，因此从解剖学、心理学、行为感知学等各个角度来探求人类的思维机制、以及感知事物、处理事物的机制，并努力将这些机制用于实践，如各种智能机器人的研制。人脸图像的机器识别研究就是在这种背景下兴起的，因为人们发现许多对于人类而言可以轻易做到的事情，而让机器来实现却很难，如人脸图像的识别，语音识别，自然语言理解等。如果能够开发出具有像人类一样的机器识别机制，就能够逐步地了解人类是如何存储信息，并进行处理的，从而最终了解人类的思维机制。 同时，进行人脸图像识别研究也具有很大的使用价依。如同人的指纹一样，人脸也具有唯一性，也可用来鉴别一个人的身份。现在己有实用的计算机自动指纹识别系统面世，并在安检等部门得到应用，但还没有通用成熟的人脸自动识别系统出现。人脸图像的自动识别系统较之指纹识别系统、DNA鉴定等更具方便性，因为它取样方便，可以不接触目标就进行识别，从而开发研究的实际意义更大。并且与指纹图像不同的是，人脸图像受很多因素的干扰:人脸表情的多样性;以及外在的成像过程中的光照，图像尺寸，旋转，姿势变化等。使得同一个人，
光电图像处理
光 电 图 像 处 理 XX XXXXX XXXXXXXX
一、论述光电图像处理的概念、内容及意义。 概念：光电图像处理是指计算机系统通过光学系统和光电图像传感器，对图像采集和对原始图像的加工，将自然界中的模拟图像转换为计算机中的数字图像，进而对图像进行处理和分析，使之能具备更好的视觉效果或能满足某些应用的特定要求。 内容：光电图像处理是一门多学科的综合学科，它会聚了光学、电子学、数学、摄影技术和计算机技术等众多学科方面。主要内容包括两方面的，一是光电成像技术，它是为弥补人类视觉缺陷和扩展人类自身的视觉功能；二是数字图像处理技术，它为改善图像的视觉效果，使计算机具有与人类一样的视觉功能。 意义：图像处理的目的是改善图像质量，提取有用信息，识别预定目标等，以此极大改变，方便人们的生活。
二．车牌识别技术 1.引言 近年来，随着全球经济化形式的不断发展人们的物质生活需要日益提高，私人拥有机动车辆的数量呈几何增长态势，车辆的普及成为了目前的必然趋势。在此情况下仅仅依靠大力发展交通设施已不能解决现在已经存在的交通拥挤，环境污染加剧，交通事故频发等问题。汽车数量的增加日益成为制约城市发展的重要因素之一，由于城市空间的严格限制，修建新道路所需的巨额资金以及环境的压力，相比于建设更多的道路基础设施，建立完善的道路网络缓解道路交通增长的需求，大力发展智能交通系统，才有可能真正解决日益严重的交通问题。 2.车牌识别技术简介 随着模式识别技术的发展，车牌字符识别已成为智能交通系统的重要组成部分它可以从复杂的背景中准确地提取，识别汽车牌照，车辆类型等信息，在交通控制和监视中占有很重要的地位，具有广泛的应用前景。所以汽车牌照的识别问题已经成为现代交通工程领域中研究的重点和热点问题之一。 由于受环境待识别车辆的车型复杂和车牌位置不固定等的影响，给车牌定位方法的选择带来一定的困难。车牌本身的污染，缺损也会影响识别率。一些车辆由于天气或是路况不好使得车牌被灰尘，泥土沾染，另外还有一些车辆行驶时间较长车牌上的字符已经部分缺损了，严重的时候，人眼也很难辨别车牌上的字符，这些情况都会影响系统的识
光电图像处理
硕士研究生课程论文 论 文 题 目： 光电图像处理设备分辨率检测系统 课 程 名 称： 光电图像处理 研 究 生 姓 名： 庞 锦 学 号： 1049721103104 所属专业、班级： 物理电子学、1108班 论文提交时间： 2012 年 05 月 20 日
光电图像处理设备分辨力检测系统 摘要:针对光电图像处理设备分辨力测试自动化程度低、受人为因素影响大的问题，提出一种新型光机电一体化分辨力自动测试系统。该系统能够通过安装于运动控制机构上的2个多光谱可控光源，模拟无穷远光束分辨力图案，实现光电图像处理设备的系统空间分辨力、时间分辨力测试。实验验证了该系统的有效性。关键词:分辨力；自动测试系统；光电设备检测 Resolution Test System for a New Optoelectronic Image Processing Equipment Abstract: Concerning the low degree automation of resolution testing and the effect by artificial factors of opto-electronic image-processing equipment, a new type resolution automatic testing system of the light, mechanical and electrical integration is presented. The two multispectral controllable light sources, which are installed on the pattern of movement control agencies of the system are used to analog resolution picture of infinite beam, the system spatial resolution, time resolution testing of the photoelectric image-processing equipment are realized. The effectiveness of the system is verified by the experience. Key words: Resolution; Automatic test system; Photoelectric detection equipment
Photoshop图像处理基础知识
（一）Photoshop图像处理基础知识 1)位图与矢量图 根据存储方式的不同，电脑中的图像通常被分为位图图像和矢量图形。了解和掌握两类图形间的差异，对于创建、编辑和导入图片都有很大的帮助。 ●什么是位图？ 位图图像又叫栅格图像（像素图）。它是由很多色块（像素、点）组成的图像，一个像素点是图像中最小的图像元素。位图的大小和质量取决于图像中像素点的多少（单位面积）。对于位图图像来说，组成图像的色块越少，图像就会越模糊；组成图像的色块越多，图像越清晰，但存储文件时所需要的存储空间也会比较大。 一般用Photoshop制作的图像都是位图图像，比较适合制作细腻、轻柔飘渺的特殊效果，更容易模拟照片的真实效果，就像是用画笔在画布上作画一样。（Painter） ●什么是矢量图？ 矢量图又称为向量图形（面向对象绘图），是用数学方式描述的线条和色块组成的图像，它们在计算机内部表示成一系列的数值而不是像素点。 这种保存图形信息的方法与分辨率无关，当对矢量图进行缩放时，图形仍能保持原有的清晰度，且色彩不失真。矢量图形的大小与图形的复杂程度有关，即简单的图形所占用的存储空间较小，复杂的图形所占用的存储空间较大。如Corel DRAW、Illustrator绘图软件创建的图形都是矢量图,适用于编辑色彩较为单纯的色块或文字，如标志设计、图案设计、文字设计、版式设计等。 ●位图与矢量图的区别与联系 基于位图处理的软件也不是说它就只能处理位图，同样基于矢量图处理的软件也不是只能处理矢量图。
基于矢量图的软件原创性比较强，主要长处在于原始创作；而基于位图的处理软件，后期处理比较强，主要长处在于图片的处理。 2）分辨率（主要以图像分辨率为主） 分辨率是用来描述图像文件信息的术语，表述为单位长度内点的数量，通常用“像素/英寸”（ppi）来表示。分辨率的高低直接影响图像的效果，使用太低的分辨率会导致图像粗糙，而使用较高的分辨率则会增加文件的大小。 图像分辨率设置原则 在Photoshop新建文件时，默认的分辨率为72像素/英寸，满足普通显示器显示图像的分辨率要求。（图像仅用于屏幕显示时与显示器分辨率相同，96像素/英寸）在广告设计中，不同用途的广告对分辨率的要求也不同，例如，印刷彩色图像（高档彩色印刷）时分辨率一般为300像素/英寸（300像素/英寸以上的图像可以满足任何输出要求）；设计报纸广告（报纸插图）时分辨率一般为150像素/英寸；大型灯箱喷绘图像一般不低于30像素/英寸。 3）图像的色彩模式及特点 色彩模式是指同一属性下不同颜色的集合，它使用户在使用不同颜色进行显示、印刷或打印时，不必重新调配颜色而直接进行转换和应用（图像/模式）。电脑软件为用户提供的色彩模式主要有：位图模式、灰度模式、RGB模式、CMYK模式、索引颜色模式、Lab模式、双色调模式和多通道模式等。每一种模式都有自己的优缺点，都有自己的适用范围。 ①位图模式：该模式下的图像是由黑白两种颜色组成的，图形不能使用编辑工具编辑(例如，“图层”、“滤镜”)。只有在图像文件的颜色模式为灰度模式时，才能转换成位图模式。 ②灰度模式：该模式下的图像文件中只存在颜色的明（白色）暗（黑色）度，而没有色相、饱和度等色彩信息（颜色三要素）。它的应用十分广泛，在成本相对低廉的黑白印刷中
图像处理基础知识——教案
图像处理基础 教学目标 1.知识目标： →掌握图像信息的采样、量化、编码的基本原理。 →知道屏幕分辨率、显示器分辨率及图像分辨率的概念。 →掌握图形和图像的概念与特点。 2.能力目标： →学会查看显示器分辨率。 →学会调整屏幕分辨率。 →学会分辨数字图像的类型（矢量图或是位图）。 3.情感目标： 通过理论联系实际的教学方式，引导学生从现实生活的经历与体验出发，激发学生对计算机图像处理的兴趣，形成主动学习的情感态度。 教学重点 →图像信息数字化原理 →分辨率的概念 →图形、图像的概念及应用特性 教学难点 →对图像数字化过程的理解 →图像存储容量的计算 教学内容 1.图像信息数字化 1.1采样 空间上连续的图像用许多等距的水平线与竖直线分割开来，转换成离散点的过程。 1.2量化 量化：将采样点(像素)的灰度(亮度)离散化，使之由连续量转换为离散的整数值即灰度值、灰度级(gray level)的过程。 量化位数：表示量化后各像素的色彩值所需要占用的二进制位数。
灰度图像：可以用8位，256个级数来表示从白到黑的灰度变化。 彩色图像：数据不仅包含亮度信息，还要包含颜色信息。彩色的表示方法是多样化的。可由红、绿、蓝三基色图像叠加而成。 1.3存储容量的计算 图像存储容量=图像水平方向的像素数×竖直方向的像素数×每个像素占用的色彩位数2.分辨率 2.1现实器分辨率 显示器分辨率：计算机显示器本身的物理特性。 2.2屏幕分辨率 屏幕分辨率：实际显示图像时计算机所采用的分辨率。 2.3图像分辨率 图像分辨率：在计算机中保存和显示一幅数字图像所具有的分辨率。 如：一张640*480像素的图片，分辨率为640*480=307200像素。 3.图形和图像 3.1图形（矢量图） 图形也称矢量图，它用计算机绘图工具绘制的画面，图形是以数学方法描述的，通过计算机指令来表示的图形。 3.2图像（位图） 图像也称位图，它是由扫描仪、数码相机等图像采集设备扑捉的实际画面而转化而来的数字图像。 3.3矢量图与位图的对比
1 光电图像处理实验(图像基本操作).
光电图像处理实验报告 学生姓名： 班级： 学号： 指导教师： 实验日期：
一、实验名称：图像基本操作 二、实验目的： 1．掌握MATLAB的操作窗口功能； 2．熟练掌握MATLAB的图像处理基本操作，熟练掌握数字图像读取、显示、保存； 3．熟练掌握MATLAB各种图像格式文件的互相转换。 三、实验原理： MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 MATLAB工作环境： 桌面包括4个子窗口：命令窗口、工作空间窗口、当前路径窗口、历史命令窗口。 命令窗口是用户在提示符(>>)处键入MATLAB命令和表达式的地方，也是显示那些命令输出的地方。 工作空间窗口显示当前的变量名称和值。双击可以启动数组编辑器。 当前路径窗口显示当前的工作目录。工作目录的内容显示在当前目录窗口内。可通过Set Path改变。 历史命令窗口包含用户已在命令窗口中输入的命令的记录。如果要重新执行以前的MATLAB命令，可在历史命令窗口中双击该命令即可。 使用MATLAB编辑器创建M文件：MATLAB编辑器既是用于创建M文件的文本编辑器，
最新数字图像处理(基础)教案
数字图像处理（基础）教案 一、基础知识 第一节、数字图像获取 一、目的 1掌握使用扫描仪等数字化设备以及计算机获取数字图像的方法； 2修改图像的存储格式。 二、原理 用扫描仪获取图像也是图像的数字化过程的方法之一。 扫描仪按种类可以分为手持扫描仪，台式扫描仪和滚筒式扫描仪（鼓形扫描仪）。 扫描仪的主要性能指标有x、y方向的分辨率、色彩分辨率（色彩位数）、扫描幅面和接口方式等。各类扫描仪都标明了它的光学分辨率和最大分辨率。分辨率的单位是dpi，dpi是英文Dot Per Inch的缩写，意思是每英寸的像素点数。 扫描仪工作时，首先由光源将光线照在欲输入的图稿上，产生表示图像特征的反射光（反射稿）或透射光（透射稿）。光学系统采集这些光线，将其聚焦在CCD上，由CCD将光信号转换为电信号，然后由电路部分对这些信号进行A/D转换及处理，产生对应的数字信号输送给计算机。当机械传动机构在控制电路的控制下，带动装有光学系统和CCD的扫描头与图稿进行相对运动，将图稿全部扫描一遍，一幅完整的图像就输入到计算机中去了。
图1.1扫描仪的工作原理 扫描仪扫描图像的步骤是:首先将欲扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上，原稿可以是文字稿件或者图纸照片；然后启动扫描仪驱动程序后，安装在扫描仪内部的可移动光源开始扫描原稿。为了均匀照亮稿件，扫描仪光源为长条形，并沿y方向扫过整个原稿；照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿x方向的光带，又经过一组反光镜，由光学透镜聚焦并进入分光镜，经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的RGB三条彩色光带分别照到各自的CCD上，CCD将RGB光带转变为模拟电子信号，此信号又被A/D变换器转变为数字电子信号。至此，反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号，最后通过串行或者并行等接口送至计算机。扫描仪每扫一行就得到原稿x方向一行的图像信息，随着沿y方向的移动，在计算机内部逐步形成原稿的全图。 在扫描仪的工作过程中，有两个元件起到了关键的作用。一个是CCD，它将光信号转换成为电信号；另一个是A/D变换器，它将模拟电信号变为数字电信号。CCD是Charge Couple Device的缩写，称为电荷耦合器件，它是利用微电子技术制成的表面光电器件，可以实现光电转换功能。CCD 在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛，只不过摄像机中使用的是点阵CCD，即包括x、y两个方向用于摄取平面图像，而扫描仪中使用的是线性CCD，它只有x一个方向，y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。CCD芯片上有许多光敏单元，它们可以将不同的光线转换成不同的电荷，从而形成对应原稿光图像的电荷图像。如果我们想增加图像的分辨率，就必须增加CCD上的光敏单元数量。实际上，CCD的性能决定了扫描仪的x方向的光学分辨率。A/D变换器是将模拟量(Analog)转变为数字量(Digital)的半导体元件。从CCD获取的电信号是对应于图像明暗的模拟信号，就是说图像由暗到亮的变化可以用从低到高的不同电平来表示，它们是连续变化的，即所谓模拟量。A/D变换器的工作是将模拟量数字化，例如将0至1V的线性电压变化表示为0至9的10个等级的方法是：0至小于0.1V 的所有电压都变换为数字0、0.1至小于0.2V的所有电压都变换为数字1……0.9至小于1.0V的所有电压都变换为数字9。实际上，A/D变换器能够表示的范围远远大于10，通常是2^8=256、2^10=1024或者2^12=4096。如果扫描仪说明书上标明的灰度等级是10bit，则说明这个扫描仪能够将图像分成1024个灰度等级，如果标明色彩深度为30bit，则说明红、绿、蓝各个通道都有1024个等级。显然，该等级数越高，表现的彩色越丰富。 步骤
天津大学精仪光电图像处理 复习提纲
复 习 复习资料：课件，课堂笔记，参考书1、2 考题类型：简答题，问答题，计算题 考试分值：70％（平时30％） 答疑时间：根据考试时间确定 主要内容 一、数字图像处理的基础 1、图像的定义 2、图像分类 物理图像、虚拟图像； 模拟图像 ,...),(y x f I = 数字图像，可用矩阵或数组描述，光照位置和强度均为离散化的。 ????? ???????------≈)1,1(...)1,1()0,1()1,1(...)1,1()0,1()1,0(...)1,0()0,0(),(N N f N f N f N f f f N f f f y x f 3、数字图像处理（概念） 三个层次A. 图像处理；B. 图像分析；C. 图像理解。 4、数字图像处理的内容 图像获取和表示；图像增强；图像复原；图像压缩；图像分割；图像分析；形态学处理。 5、数字图像处理系统的组成。（采集、显示、存储、通信、处理和分析） 6、成像系统中光源与物体的关系及适用场合。 7、两种成像模型及描述。（反射模型，辐射模型） 8、图像数字化的步骤，以及对成像质量的影响。（采样、量化） 9、图像的灰度直方图定义，其作用及性质。 10、人眼对亮度的感觉：与亮度的对数成线性关系。 11、BMP 文件格式 二、空域增强 1、基本灰度变换 线性（正比、反比）；分段变换；幂次变换（伽玛变换）及其作用；对数变换及其作用。 2、图像对比度的计算 3、直方图均衡化的原理及实现 4、图像噪声及其特性（高斯、椒盐等） 5、空域滤波的过程 6、均值和中值滤波（原理、计算和特性） 7、图像平滑，如高斯平滑模板的目的是什么？有什么缺点？如何抑制其缺点？（K 近邻滤波）） 8、图像锐化的目的是什么？一阶算子及二阶算子（梯度、Roberts 、Sobel 、拉普拉斯等）
数字图像处理知识点总结教学提纲
数字图像处理知识点总结 第一章导论 1.图像：对客观对象的一种相似性的生动性的描述或写真。 2.图像分类：按可见性（可见图像、不可见图像），按波段数（单波段、多波段、超波段），按空间坐标和亮度的连续性（模拟和数字）。 3.图像处理：对图像进行一系列操作，以到达预期目的的技术。 4.图像处理三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。 5.图像处理五个模块：采集、显示、存储、通信、处理和分析。 第二章数字图像处理的基本概念 6.模拟图像的表示：f(x，y)＝i(x，y)×r(x，y)，照度分量0 光电图像技术 部分试题与答案 1.简述单镜头反光相机取景原理和在胶片上的成像过程。 取景原理：单反相机的取景部分主要由 镜头、反光镜、对焦板、场镜、五棱镜 组成。物体通过镜头、反光镜在对焦板 上成左右颠倒的实像；通过五棱镜、目 镜将图像转化为直立的正虚像，方便观 察。 成像过程：照相时反光板抬起，快门打 开，物体通过镜头在胶片上形成上下左 右颠倒的实像，此刻取景器里看不到影 像。曝光完成后，反光板放下，恢复到 取景状态。 2.简述单反相机自动聚焦的方法和基本原理。 对比度法：利用一维的阵列、CCD器件测量镜头的对焦过程和图像的对比度,对比度达到最大时图像最清晰。 位相法：利用分像镜头将物体形成左右两个独立的像，再利用阵列器件测量这两个像的间隔，并根据这个值计算镜头的调焦状态。 补充： 对比度法：该方法是通过检测图像的轮廓边缘实现自动对焦的。图像的轮廓边缘越清晰，则它的亮度梯度就越大，或者说边缘处景物和背景之间的对比度就越大。反之，失焦的图像,轮廓边缘模糊不清，亮度梯度或对比度下降； 失焦越远，对比度越低。利用这个原理，将两个光电检测器放在CCD前后相等距离处，被摄影物的图像经过分光同时成在这两个检测器上，分别输出其成像的对比度。当两个检测器所输出的对比度相差的绝对值最小时，说明对焦的像面刚好在两个检测器中间，即和CCD的成像表面接近，于是对焦完成。 位相法：该方法是通过检测像的偏移量实现自动对焦的。在感光CCD的位置放置一个由平行线条组成的网格板，线条相继为透光和不透光。网络板后 适当位置上与光轴对称地放置两个受光元件。网络板在与光轴垂直方向上往复振动。当聚焦面与网络板重合时，通过网格板透光线条的光同时到达其后面的两个受光元件。而当离焦时，光束只能先后到达两个受光元件，于是它们的输出信号之间有相位差。有相位差的两个信号经电路处理后即可控制执行机构来调节物镜的位置，使聚焦面与网格板的平面重合。 3.说明CCD光电器件的基本工作原理。 CCD全称为光电耦合器件(Charge-coupled Device)。对于CCD光电器件，器件中感光部分通过光照产生光生电荷，此电荷通过电注入或直接光注入的方式将光生电荷存储到电荷耦合器件中的势阱中，再由周期性的多路脉冲产生势阱间的耦合，存储的电荷从一个势阱移动到另一个势阱，使之形成时间上串行输出的模拟电荷包信号，达到将一个并行的一维或二维图像信号进行存储以及形成串行输出的目的。 4.对比CCD探测器和CMOS探测器的性能或者结构差别。 CCD与CMOS传感器是当前被普遍采用的两种图像传感器，两者都是利用感光二极管进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。CCD传感器中每一行中每一个像素的电荷数据都会依次传送到下一个像素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS传感器中，每个像素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。造成这种差异的原因在于：CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真，因此各个像素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理；而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声，因此，必须先放大，再整合各个像素的数据。由于数据传送方式不同，因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异，这些差异包括： ①灵敏度；CCD＞CMOS。 由于CMOS传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成(含南开大学_光电图像技术