第八章数字图像处理的应用
数字图像处理技术的应用
数字图像处理技术的应用随着计算机技术的不断发展，我们的生活中越来越多地出现数字图像。
随着这种图像的增多，数字图像处理技术也变得更加重要。
数字图像处理技术是一种将数字图像转换为更好的形式的技术。
它可以从图像中提取智能信息，以便在许多领域中使用和分析。
数字图像处理技术应用广泛，在医学、工业、科学研究、安全及视频监控、娱乐等领域中都起到了重要的作用。
在医学领域中，数字图像处理技术被应用于各种形式的医学图像。
例如，医生可以使用数字图像处理技术来处理X光图像、CT扫描图像和MRI图像。
这些技术允许医生更好地识别疾病和损伤，从而更准确地进行诊断和治疗。
此外，医生还可以使用数字图像处理技术进行手术规划和定位，以确保手术成功。
在工业方面，数字图像处理技术可以用于各种不同的应用。
例如，它可以用于检测制造过程中的缺陷和损伤，以便及时处理。
它也可以用于质量控制，以确保制造的产品达到标准。
在科学研究方面，数字图像处理技术可以帮助科学家对实验数据进行分析。
例如，科学家可以使用数字图像处理技术来分析显微镜图像，以了解细胞结构和变化。
此外，数字图像处理技术还可以用于研究气候变化和地球监测等领域。
在安全及视频监控方面，数字图像处理技术可以帮助人们更好地监控和保护他们的财产和安全。
例如，数字图像处理技术可以用于监测银行ATM机的使用，以确保安全和防止欺诈。
此外，在视频监控领域，数字图像处理技术可以用于检测不寻常的活动和行为，以便识别潜在的犯罪行为。
在娱乐方面，电影制作中数字图像处理技术已经变得越来越普遍。
数字图像处理技术可以用于创造特殊效果和增强电影的视觉吸引力。
此外，在电子游戏中，数字图像处理技术可以用于创造更逼真的游戏世界和角色。
总之，数字图像处理技术在各个领域中都扮演着重要角色。
它不仅可以提高工作效率和准确性，还可以帮助实现更安全和可靠的生活。
随着这种技术的不断发展，我们可以期待更广泛的应用和更高效的结果。
数字图像处理在计算机视觉中的应用
数字图像处理在计算机视觉中的应用计算机视觉是一门研究如何让计算机“看”和“理解”图像或视频的学科，而数字图像处理则是计算机视觉中不可或缺的一部分。
数字图像处理通过对图像进行一系列的算法和操作，提取出图像中的信息，并进行分析和识别，从而实现图像的自动化处理。
本文将会详细介绍数字图像处理在计算机视觉中的应用。
数字图像处理的主要任务数字图像处理的主要任务是对图像进行增强、滤波、分割和特征提取等处理，从而达到获取有用信息的目的。
其中，图像增强用于提高图像质量，使图像中的目标更易于被分辨；图像滤波主要用于去除噪声，使得后续处理更加可靠；图像分割是将图像分割成多个部分，每个部分代表一个对象，以便进行进一步的分析和处理；而特征提取则是用于描述和识别图像对象的特征。
数字图像处理作为计算机视觉的核心技术，可以在很多领域中得到广泛的应用。
下面将以医学影像处理、交通领域、机器视觉、智能家居等方面为例，介绍数字图像处理在计算机视觉中的应用。
医学影像处理在医学影像处理中，数字图像处理技术主要用于对医学图像进行增强、分割和识别。
例如，CT和MRI扫描可以生成大量的医学图像，医生需要通过这些图像来进行疾病的诊断和治疗。
数字图像处理可以帮助医生更清晰地看到病变细节，提高医生的诊断能力。
此外，数字图像处理还可以对医学图像进行自动分割，将不同的组织结构、肿瘤等分割开来，为医生提供更精确的诊断。
交通领域数字图像处理在交通领域中得到广泛应用，可以用于车牌识别、行人检测等。
例如，交通警察需要对违规行驶的车辆进行识别和追捕，使用车牌识别技术可以自动识别车牌号码，从而方便交通警察进行处理。
此外，数字图像处理还可以对交通图像中的行人进行检测，以提高行人的安全性能，例如在斑马线上安装相机，检测行人通过斑马线的时间和数量，从而掌握斑马线的使用情况。
机器视觉机器视觉是计算机视觉中的一个重要方向，主要用于工业自动化、机器人视觉等领域。
数字图像处理可以帮助机器视觉识别不同的对象，并进行分类和分析。
数字图像处理的应用
1、计算机视觉 什么是计算机视觉？ “通过光学的装置和非接触的传感器自动地接收 置”
• • • • •
优点： 精度高 连续性 成本效率高 灵活性
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2、是机器人视觉的构成 图像采集 图像处理 特征提取 判断和控制 包括光源、光学系统、CCD/CMOS相机、 图像采集卡、图像处理单元、机器视觉处 理软件、监视器、通讯/输入输出单元。
• 3、应用 • 机器眼睛（非接触处测量、较宽的光谱响 应、长时间工作） • 电子与半导体 • 制药 • 工业包装 • 汽车制造 • 印刷 • 食品饮料（液位高度检测、外观检测、条 码识别） • 医学应用（血液分析、细胞分析等）
数字图像处理的应用及原理
数字图像处理的应用及原理1. 应用领域数字图像处理是一种通过计算机对图像进行操作和处理的技术。
它广泛应用于以下领域：1.1 医学图像处理医学图像处理是数字图像处理的一个重要应用领域。
医学图像处理技术可以帮助医生和医学研究人员更好地观察和分析医学图像，从而提高医学诊断和治疗的准确性。
常见的医学图像包括X射线、MRI和CT扫描图像等。
•对医学图像进行图像增强，包括降噪、增强对比度等操作，以帮助医生更清晰地观察图像细节；•运用图像分割技术将医学图像中的组织和器官分离开来，以帮助医生定位和识别异常情况；•运用图像配准技术将多个医学图像进行对齐，以便进行比较和分析等。
1.2 机器视觉机器视觉是数字图像处理在工业及机器人领域的应用。
通过机器视觉技术，计算机可以获取并分析图像信息，从而实现自动化和智能化的控制和决策。
•使用机器视觉技术进行产品质量检测，包括缺陷检测、尺寸测量等；•运用机器视觉技术进行目标检测和跟踪，如自动驾驶车辆中的车道线检测和物体识别；•运用机器视觉技术进行图像识别和分类，如人脸识别、物体分类等。
1.3 数字图像合成与虚拟现实数字图像处理还应用于图像合成和虚拟现实等方面。
•使用图像合成技术将多个图像进行混合和合成，生成新的图像；•运用虚拟现实技术将数字图像与现实场景进行融合，实现沉浸式的交互体验。
2. 原理介绍数字图像处理的原理基于对图像的采样、量化和编码。
2.1 图像采样图像采样是将连续的图像信号转化为离散的图像数据的过程。
常见的图像采样方法包括最近邻采样和双线性插值采样。
•最近邻采样直接取离采样点最近的像素值作为采样结果；•双线性插值采样通过对相邻像素进行加权平均来计算采样结果。
2.2 图像量化图像量化是将连续的图像灰度值转化为离散的取值范围的过程。
常见的图像量化方法有均匀量化和非均匀量化。
•均匀量化将图像灰度值等间隔地划分为若干个区间，并为每个区间分配一个离散的灰度值；•非均匀量化将图像灰度值根据人眼对亮度的感知特性进行划分，使得亮度变化较大的区域有更多的灰度级。
数字图像处理技术的应用
数字图像处理技术的应用随着数字化时代的到来，数字图像处理技术已经成为了一种非常重要、十分常用的技术手段。
数字图像处理技术可以通过对图像进行不同的图像算法操作，使得图像及其特征得到快速、准确、全面的提取和实现。
数字图像处理技术广泛应用于多个领域，比如医学、工业制造、机器人、军事等等，下面将具体介绍数字图像处理技术应用于以下几个领域。
I. 医学影像图像处理技术医学领域是数字图像处理技术应用最为广泛的一个领域。
医学影像图像处理技术可以通过对医学影像进行处理和分析，提高对人体的分析和诊断能力。
例如，数字图像处理技术通过制定影像分析和测量算法，可以对X射线、MRI和CT等医学成像图像进行分析和处理，从而提供准确的内部结构信息，进一步推进人类医学研究的发展。
II. 工业制造图像处理技术工业制造领域是数字图像处理技术另一个广泛应用的领域，它的主要应用包括： 1) 质量控制；2) 生产线分析；3) 错误检测等等。
数字图像处理技术可以通过对工业成像进行处理和分析，提高对生产线和零件的识别和检测。
例如，数字图像处理技术可以采用特定的算法对LED芯片进行质量检测，检测出芯片表面的问题或损坏等问题，在保证生产质量的同时，提高制造企业的经济效益。
III. 机器人视觉图像处理技术机器人视觉技术是指让机器人具备“看”和“识别”的能力，这一技术需要机器获取周围环境的信息，并在获取的信息上进行特征提取、识别、分类等操作，从而使得机器人能够在不同的环境中自主地完成指定任务。
数字图像处理技术是机器人视觉图像处理技术的重要支持技术。
例如，许多机器人在执行不同任务时，往往需要对环境中的情况进行实时拍摄和分析，从而保证机器人任务的完成。
IV. 建筑监控图像处理技术现代城市中的监控摄像头等安防设备的使用越来越广泛，数字图像处理技术也在这一领域得到了广泛应用。
数字图像处理技术可以对建筑监控系统中采集的数据进行处理和分析，从而实现事件检测、目标识别、物体跟踪等操作。
数字图像处理方法与应用
数字图像处理方法与应用数字图像处理是指通过计算机算法对数字图像进行各种操作和改变，以获取想要的图像效果。
随着计算机技术的发展和普及，数字图像处理在各个领域得到了广泛的应用，如医学影像、遥感、安防监控等。
数字图像处理方法主要包括图像增强、图像压缩、图像分割和目标识别等几个方面。
图像增强是指通过调整图像的亮度、对比度、颜色等属性，使图像更加清晰、鲜明，以帮助人们更好地观察和理解图像内容。
常用的图像增强方法包括直方图均衡化、灰度变换和滤波等。
直方图均衡化是一种通过重新分布图像中像素的灰度级来增强图像对比度的方法，可以有效地提高图像的细节信息。
灰度变换是一种通过改变像素的灰度级来改变图像亮度的方法，常用的灰度变换函数包括对数变换、伽马变换和指数变换等。
滤波是一种通过改变图像的频率分量来增强或抑制图像细节的方法，常用的滤波器包括均值滤波器、中值滤波器和高斯滤波器等。
图像压缩是指通过减少图像数据的冗余性，以达到减小存储空间和传输带宽的目的。
常用的图像压缩方法包括无损压缩和有损压缩两种。
无损压缩是指压缩过程中不丢失任何图像信息的压缩方法，常用的无损压缩算法有LZW算法和Huffman编码算法。
有损压缩是指在压缩过程中丢失一定的图像信息，但在人眼感知上不明显的压缩方法，常用的有损压缩算法有JPEG算法和MPEG算法。
图像压缩技术能够在保证图像质量的前提下，减小存储空间和传输带宽，提高图像处理和传输的效率。
图像分割是指将图像划分成多个具有独立意义的区域的过程。
图像分割可以通过基于阈值的方法、基于边缘的方法和基于区域的方法等实现。
基于阈值的方法是一种简单有效的图像分割方法，通过设置阈值来将图像的亮度或颜色分成两类或多类。
基于边缘的方法是一种根据图像边缘信息进行分割的方法，常用的边缘检测算法有Sobel算子、Prewitt算子和Canny算子。
基于区域的方法是一种通过将相邻的像素聚类成区域的方法，常用的区域生长算法有基于颜色的区域生长和基于纹理的区域生长。
数字图像处理的应用
(3)加强边缘学科的研究工作,促进图像处理技术的发展。 (4)加强理论研究,逐步形成图像处理科学自身的理论体 系。 (5)图像处理领域的标准化。
图像处理技术的未来发展动向大致可归纳为如下4点: (1)图像处理的发展将围绕实时图像处理的理论及技术 研究,向着高速、高分辨率、立体化、多媒体化、智能化和 标准化方向发展。 (2)图像、图形相结合,朝着三维成像或多维成像的方向 发展。 (3)硬件芯片研究。 (4)新理论与新算法研究。
志、画册中的插图,海报、广告画,X射线胶片,电影胶片和缩 微胶片,均为模拟图像。在模拟图像中,图像信息是以连续形 式存储和表现的。图1-1、图1-2、图1-3 分别为传统照相机 拍摄的照片、书籍中的插图和胸部X射线胶片,均属模拟图像。
图1-1 传统照相机拍摄的照片
图1-2 书籍中的插图
图1-3 胸部 X射线胶片
(3)对 图 像 数 据 进 行 变 换、编 码 和 压 缩,以 便 图 像 的 存 储 和 传 输。
图1-7 提取图像边界的处理
1.2.2 数字图像处理的主要内容 无论出于何种目的,进行图像处理时均需要用计算机图
像处理系统对图像数据进行输入、加工和输出,因此数字图 像处理研究的内容主要有以下几个方面。
1.数字图像(DigitalImage) 计算机只能处理数字信号,因此,用计算机能够处理的图 像也只能是数字图像。先看一个例子。图1-4(a)是一幅包含 简单图形的模拟图像。
图1-4 模拟图像数字化
数字图像常用矩阵来描述。一幅 M ×N 个像素的数字 图像,其像素灰度值可以用 M行、N 列的矩阵G 表示:
2.数字图像处理(DigitalImageProcessing) 数字化后的图像是存储在计算机中的数据,用计算机对 这些数据进行各种处理,便可实现不同的图像处理任务。例 如,二维数组 T 中第i行、第j 列位置的数值,可与其上、下、 左、右位置的数值进行置换;对两个图像数组中对应位置的 数值进行加、减操作(见图1-5)。实际上,最基本的数字图像 处理其本质就是这些简单操作的组合。
《数字图像处理应用》PPT课件
常规概念和名词
（五）显示分辨率
显示分辨率是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如， 显示分辨率为640×480表示显示屏分成480行，每行显示 640个像素，整个显示屏就含有307200个显像点。屏幕能够 显示的像素越多，说明显示设备的分辨率越高，显示的图 像质量也就越高。在计算机上，显示分辨率可人为设定。
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计算机图像的文件格式
计算机图形应用的发展历史
（一）辅助设计阶段
80年代中期，计算机在图形方面的运用开始推广， 此时主要用于工程制图和数学线性图，
此时的处理特点，是以线和点为主的图形，而色 彩等参数常常被忽略，只需要满足客户在准确度方面的要 求就行。
操作者主要是一些工程计算机专业人员，在设计 过程中需要相当的计算机硬件方面的知识，需要编制程序， 熟悉图形学，熟悉数学，实现复杂，也不方便。
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计算机图像的色彩模式
四、色彩空间模型
LAB色彩模型，是由国际照明委员会（CIE）制定的，它与 设备无关，色调成分的某一值既可描述打印、又可描述显 示色调。Lab的颜色光谱囊括了RGB和CMYK的颜色光谱。 Lab模型由照明发光率（Luminance）和两个颜色轴通道组 成。L指发光率和亮度值；a表示从绿到红的颜色轴通道；b 表示从蓝到黄的颜色轴通道。 Lab模型能表达的色彩空间比RGB、CMYK模型所表达颜色范 围大。
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计算机图像的文件格式
常用图像文件格式及特点 psd格式：是Photoshop内部固有的文件格式，其采用无损 压缩，支持Photoshop可处理的任何内容，包括图层、蒙版、 样通道、路径、切片以及注解等。在作业尚未完成时应采 用该格式 。