数字图像处理应用实例
人工智能控制技术课件：图像处理案例
脸、矿石分拣中矿石等都是目标或前景。目标通常对应于图像中特定的、具有
独特性质的区域。为了更好识别和分析目标，我们就需要将与目标有关的区域
分离出来，排除背景区域的干扰，以便在此基础上对目标进行特征提取或测量
等。
图像边缘能够反映图像的结构特征信息，并将图像分成不同区域，因此图像边
《人工智能控制技术》
图像优化处理实例
图像处理概述
图像处理技术属于模式识别和优化控制的交叉，许多图像处理算法都用到优化
算法，特别是处理对象特征对比不明显图像，对优化控制的要求更加提高。本
章以图像分割为例，采用遗传算法和粒子群算法对图像进行优化处理，给出了
完成的处理过程，说明进化算法在优化控制中的应用。
原始图
灰度直方图
基于阈值的分割方法
利用灰度直方图当中 [width,height]=size(I);
谷点的灰度值作为全 for i=1:width
局阈值，对图像进行 for j=1:height
分割，就可以实现分
if (I(i,j)>140)
效地改善了分割效果。图像分割是图像处理、模式识别和人工智能等多个领域中一个十
分重要且又十分困难的问题，是计算机视觉技术中首要的、重要的关键步骤。图像分割
结果的好坏直接影响对计算机视觉中的图像理解。
图像分割技术介绍
阈值分割技术是最经典和流行的图像
分割方法之一，也是最简单的一种图
像分割方法。此方法的关键在于寻找
法。
基于阈值的分割方法
基于阈值的图像分割方法，其思路在于提取物体与
背景在灰度上的差异，把图像分为具有不同灰度级
数字图像处理项目实例
工程实例 2.阈值分割 本例采用判别分析法(Otsu法)确定分割阈值为112,分割
效果如图11-9所示。
图11-9 阈值分割
工程实例 3.形态学处理 由图11-9可知,经阈值分割的图像中,还包含一些较大的
噪声。这里采用形态学方法去除这些较大的噪声。具体做法 是用3×3的结构元素对图11-9进行两次腐蚀操作,处理结果 如图11-10所示。
工程实例
(2)对数变换增强。对数变换将窄带低灰度输入图像值 映射为宽带输出值。基数越大,低灰度增强效果越好,高灰度 区域压缩能力越强。不同参数值增强结果如图11-17所示。
工程实例
图11-17 不同(1+r)值的增强结果
工程实例 不同(1+r)值的增强图像评价结果如表11-2所示。
工程实例 利用上述方法,对图11-18(a)所示的原始遥感图像进行去
工程实例
图11-14 遥感图像去雾流程图
工程实例
1.参数选择与 DCP算法处理 经过大量观测与统计,在大部分无雾图像的无天空区域, 像素中至少有一个颜色通道存在极低的亮度值。为了更好地 实现遥感图像去雾,需对参数窗口大小Ω(x)、透射因子t(x)的 下限值t0和大气光线A 进行最佳值选择。本实例优先使用 Ω(x)=5、t0=0.1和 A=215/255进行 DCP去雾,去雾前后的图像 分别如图11-15(a)、(b)所示,可见去雾后的图像比原始图像更 清晰,但存在亮度失真问题,仍需进一步处理。
工程实例 细胞计数和细胞面积统计结果如图11-12所示。
图11-12 细胞计数及面积统计
工程实例
6.小结 细胞计数是生物医学图像处理中一个重要的研究内容。 当拍摄的图像中细胞和细胞液颜色差别明显时,判别分析法 通常能估计一个好的阈值,将二者良好分开。细胞通常存在 粘连现象,通过形态学腐蚀可去掉一些粘连程度较轻的连接 细胞,但对多个粘连紧密的细胞,这种方法并不一定有效。最 后,简单将区域像素数大于1000的细胞认为是两个细胞,虽简 化了处理过程,但在一些情况下,容易造成计数错误。
数字图像处理技术在航空图像分析中的应用
数字图像处理技术在航空图像分析中的应用I. 前言航空图像分析是关于对航空图像进行处理与分析的学科，可以通过航空图像获取更准确的航空数据和图像信息，以便于飞行员、飞行工程师和其他行业从业人员进行决策和规划。
数字图像处理技术是对数字图像进行各种处理和分析的技术，已经广泛应用于图像处理、计算机视觉、机器学习中。
数字图像处理技术在航空图像分析中也扮演着重要的角色。
II. 数字图像处理技术在航空图像分析中的应用1. 航空图像实时获取数字图像处理技术可以通过使用数字相机或其他图像设备实时获取航空图像。
这些设备可以将图像传输到计算机系统上进行处理。
使用数字图像处理细节技术，可以提高航空图片的质量和清晰度，改善从中提取信息的精度。
2. 航空图像的数据处理航空图片通常包含的信息和数据量很大，包括空中无人机和其他航空器的图像、地形和灾害数据。
数字图像处理技术可以处理这些数据，以获取航空图片中所需的相关信息。
例如，可以使用计算机视觉方法和模式识别技术，为航空图片的搜索和分类提供辅助。
3. 航空地图数字图像处理技术可用于航空地图的创建。
数字地图是一张在计算机屏幕上使用数字图像处理技术进行处理的地图，可用于飞行员、空管员和机场管理员的决策，并能够帮助将在飞行计划中发现的任何问题进行快速纠正。
4. 航空图像中的目标识别数字图像处理技术也用于在航空图像中进行目标检测和识别。
例如，计算机视觉算法和识别方法可以用于识别特定类型的目标，例如火灾或阵风，并将目标的位置标出来。
5. 航空图像的建模和仿真数字图像处理技术可以用于航空图像的建模和仿真。
这种方法涉及到对航空图片进行数值建模，通过数字图像处理技术来模拟不同的航空条件并生成仿真数据，以改善飞行器的性能和性质，以及更加准确地预测未来的航空路线。
6. 航空图像处理与机器学习的结合数字图像处理技术与机器学习的结合可以提高对飞行员、机场管理员和其他使用航空图片进行快速决策的人员的决策支持。
数字图像处理的应用实例
数字图像处理的应用实例一．伽玛射线成像伽马射线成像的主要用途包括核医学和天文观测。
在核医学中，这种处理是将放射性同位素注射到病人体内，当这种物质衰变时放射出伽马射线，然后用伽马射线检测器收集到的放射物产生图像。
图1.6(a)显示了一幅利用伽马射线成像得到的骨骼扫描图像，这类图像用于骨骼病理(例如感染或肿瘤)定位。
图1.6(b)显示了另一种叫做“正电子放射断层”(PET)的核成像，其原理与1.2节提到的X射线断层术一样。
然而，与使用外部X射线源不同，它给病人注射放射性同位素，同位素衰变时放射出正电子。
当正电子遇上一个电子时两者湮没并放射出两束伽马射线。
这些射线被检测到后利用断层技术的基本原理创建断层图像。
示于图l. 6(b)的图像是构成病人三维再现图像序列的一幅样品。
这幅图像显示脑部和肺部各有一个肿瘤，即很容易看到的小白块。
大约在1500年前，天鹅星座中的星星发生大爆炸，产生了一团过热的稳定气云(即天鹅星座环)，该气云以彩色阵列形式发光。
图1.6(c)显示了在伽马射线波段成像的天鹅星座环。
与图1.6(a)和(b)不同，该图像是利用成像物体自然辐射得到的。
最后，图1.6(d)显示了一幅来自核反应器电子管的伽马辐射图像，在图像的左下部可以看到较强的辐射区。
二．X射线成像X射线是最早用于成像的电磁辐射源之一。
最熟悉的X射线应用是医学诊断，但是，X射线还被广泛用于工业和其他领域，像天文学。
用X射线管产生用于医学和工业成像的X射线。
X射线管是带有阴极和阳极的真空管。
阴极加热释放自由电子，这些电子以很高的速度向阳极流动，当电子撞击一个原子核时，能量被释放并形成x射线辐射。
X射线的能量由另一边的阳极电压控制，而X射线的数量由施加于阴极灯丝的电流控制。
图1.7(a)显示了一幅位于X射线源和对X射线能量敏感的胶片之间的病人胸部图像。
X射线的强度受射线穿过病人时的吸收量调制，最终能量落在胶片上并使其感光，这与光使照相胶片感光是一样的。
数字图像处理技术的应用案例
数字图像处理技术的应用案例随着计算机科技的不断发展与应用，数字图像处理技术越来越受到人们的关注和重视，它带来的应用与发展前景也日益广泛。
数字图像处理技术主要是针对数字图像进行操作、处理、重构或改变其特征的技术，可以帮助人们更好地理解和分析图像信息，能够应用于医学、科研、安全等众多领域中，本文将重点讲述数字图像处理技术的应用案例。
一、医学领域数字图像处理技术在医学领域的应用越来越广泛，它可以用于体成像、诊断、治疗等方面。
例如，医学影像处理技术就是数字图像处理技术在医疗领域中的一个重要应用。
医学影像处理技术可以通过对数字影像进行处理和分析，提高医生诊断率，降低错误率，提高病人的治疗效果，为人们的健康保驾护航。
二、科研领域数字图像处理技术在科研领域的应用也非常广泛，例如，在材料学领域，这种技术可以用来研究材料的结构和性质，便于人们更好地了解材料的性能优劣。
此外，在天文学、地质学等领域中，数字图像处理技术也广泛应用于图像的处理、分析及识别等方面，有助于科学家更好地探索未知领域，促进科学发展。
三、安全防护领域数字图像处理技术在安全防护领域的应用非常广泛，如在视频监控中，数字图像处理技术可以用于目标追踪、行为分析、图像识别等方面，提高安全性、管理效率，降低安全风险。
此外，数字图像处理技术还可以用于身份识别和信息加密等方面，保障个人隐私和社会安全。
四、娱乐艺术领域数字图像处理技术在娱乐艺术领域的应用也非常广泛，如数字图像处理技术在影视制作领域中的应用，可以通过效果制作、特技合成等手段，实现画面特效的创新与打造，为影片增色添彩。
此外，数字图像处理技术还可以用于游戏设计、动画绘制等方面，给人们带来视觉与认知上的享受。
总之，数字图像处理技术是一个极具实用性的技术，它的应用范围广泛，可以帮助人们更好地理解并加工图像信息，提高人们处理信息的精度和效率，为各领域的发展和研究奠定坚实基础。
数字图像处理技术的发展和应用将是一个长期而且具有广阔空间的领域，我们有理由相信，在不久的将来，数字图像处理技术一定会发挥更加重要的作用。
数字图像处理案例
手写数字识别
手写数字识别是光学字符识别 技术的一个分支。
研究的对象：如何利用电子计 算机自动辨认人手写的阿拉伯 数字。
研究背景
手写数字识别的应用范围广泛，阿 拉伯数字组成的各种编号和统计数 据如：邮政编码、统计报表、财务 报表、银行票据等等。
在整个OCR领域中，最为困难的就 是脱机手写字符的识别。
这里我们取N=5，经实验证明能够 满足实际需要。
特征提取的具体实现
1)搜索数据区，找出手写数字的上下左 右边界。 2)将数字区域平均分为5×5的小区域。 3)计算5×5的每一个小区域中黑像素所 占比例，第一行的5个比例值保存到特 征的前5个，第二行对应着特征的6～10 个，依此类推。
构构造造样样品品特特征征库库
欧式距离
设有两个样品Xi、Xj的特征值分别为:
xi1
Xi
xi 2
xi1,
xi2 ,
xin
, xin T
x j1
X
j
x
j
2
x j1, x j2 ,
xjn
T
, x jn
若采用欧式距离法来计算的两样品之间的距离
，则两样品距离: Di2j
T
Xi X j
任务：对这个案例进一步分析
讨论一下 1）怎样找到数字的位置？ 2）提取哪些特征？ 3）怎样建立样品特征库？ 4）采用何种识别的决策？ 5）实现的流程的核心代码？
特特征征提提取取
样样品品特特征征库库的的建建立立
点击【训练样品设计】下拉列表框， 为手写的数字选择其对应的类别。
简单手写数字识别系统设计
简单手写数字识别系统主要构成：
➢ 特征提取
➢ 识别（模版匹配法）
10个图像处理技术的实际应用案例
10个图像处理技术的实际应用案例图像处理技术在当今社会中已经得到了广泛的应用，无论是在科研领域、医学诊断、影视制作还是智能交通等领域都发挥着重要的作用。
以下是10个图像处理技术的实际应用案例。
人脸识别技术。
这项技术可以通过图像识别出人脸特征，并与数据库中的信息进行对比，用于安全门禁、人脸支付、社交媒体的面部标记等。
虚拟现实技术。
基于图像处理技术，虚拟现实可以模拟出逼真的虚拟世界，广泛应用于游戏制作、建筑设计、医学培训等领域。
第三，医学图像处理技术。
医学领域借助这一技术可以对CT、MRI等图像进行处理，辅助医生进行疾病诊断和手术规划，提高了医疗质量和效率。
第四，图像压缩技术。
这项技术可以减少图像的存储空间和传输带宽，广泛应用于图像和视频的传输和存储中，如图像传真、图像存储等。
第五，图像修复技术。
该技术可以通过图像处理算法修复破损、受损或补全的图像，被广泛运用于文物修复、图像恢复等领域。
第六，图像分割技术。
图像分割技术可以将图像分成若干区域，常用于图像识别、目标检测等领域，如自动驾驶、智能机器人等。
第七，图像增强技术。
该技术可以通过增加图像的对比度、亮度、锐度等来提高图像的质量和可视化效果，广泛应用于图像美化、摄影后期处理等领域。
第八，图像识别技术。
基于图像处理技术，图像识别可以识别出图像中的物体、文字等，并进行分析和识别，广泛应用于智能搜索、自动驾驶、人脸识别等领域。
第九，图像融合技术。
该技术可以将多幅图像融合成一幅图像，常用于遥感图像、医学图像等领域，如遥感影像的特征提取、多模态医学影像的融合等。
图像超分辨率技术。
该技术可以通过图像处理方法提高图像的分辨率，常用于监控视频、数字摄影等领域，如安全监控中的行人特征提取、卫星图像的解析度提升等。
综上所述，图像处理技术在多个领域中都有着广泛的应用。
随着技术的不断发展，相信图像处理技术将在未来带来更多的创新和应用案例。
数字图像处理实例集锦
阈值分割
基于像素的聚类算法，适用于彩色图像分割
将像素点聚类成K个类别，使得同一类别内的像素点在颜色和空间上相近。通过迭代优化，将像素点归入最接近的类别，从而实现图像分割。
数字图像处理实例集锦
CATALOGUE
目录
图像增强 图像恢复 特征提取 图像分割 图像识别 图像压缩
01
图像增强
总结词
通过拉伸图像的灰度直方图，增强图像的对比度。
详细描述
直方图均衡化通过重新分配图像像素强度，使得图像的灰度级分布更均匀，从而提高图像的对比度。这种方法尤其适用于图像整体偏暗或对比度不足的情况。
03
优缺点： 优点是能够处理复杂背景和多目标分割；缺点是计算量大，需要确定初始区域数目和生长规则。
基于区域的分割
05
图像识别
总结词
人脸识别技术利用计算机算法对输入的人脸图像或视频流进行身份识别。
实现原理
人脸识别通常包括人脸检测和人脸特征提取两个步骤。人脸检测用于确定输入图像中的人脸位置，而人脸特征提取则通过算法提取出人脸的几何特征或纹理特征，用于比对。
应用场景
人脸识别技术广泛应用于智能手机解锁、银行ATM机、机场安检等领域，提高了安全性和便利性。
详细描述
人脸识别技术广泛应用于安全、门禁、移动支付等领域，通过比对人脸特征与数据库中存储的信息，实现快速的身份验证。
人脸识别
总结词：物体识别是计算机视觉领域的一个重要分支，旨在识别图像中的物体并对其进行分类。
优缺点： 优点是能够处理彩色图像，对噪声和光照变化有一定的鲁棒性；缺点是计算量大，需要预先确定聚类数目K。
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2、航天及遥感
月球图像
火星图像
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2、航天及遥感
飓风的多光谱图像
西藏东南山区雷达图像
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3、工业检测
电路板； 封装丸剂； 瓶装液体；塑料中气泡； 谷物； 目镜搀杂物
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3、工业检测
公路损害检测
网裂
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龟裂
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4、军事应用
军事侦察、高精度制导
（夜视红外传感；智能火炮/图像制导视频跟踪；毫米波成像）
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5、公安交通
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12
5、公安交通
公共安全
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数字图像处理应用实例 谢谢观看！
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数字图像处理应用实例
1、医疗诊断 2、航空及遥感 3、工业检测 4、军事应用 5、公安交通
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1、医疗诊断
胸部X射线成像 血管造影图像
头部CT图像
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2
1、医疗诊断
超声波成像的例子
a
不同角度的胎 儿成像
甲状腺；受损 肌肉层
3
1、医疗诊断
三维彩色CT技术
多器官伪彩显示
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1、医疗诊断
（观察角度变化）