注：本系列教程内容整理自西电视频网课
第一章 绪论
- 数字图像处理基本概念
- 数字图像处理的发展和应用
- DIP的研究内容
- 基本数字图像处理系统
图像处理基本概念
1.图像
图像是一个二维亮度函数（平面）；对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述，是不完全、不精确的描述（二维表三维出现信息丢失或错误）。
活动的、彩色的、立体图像的数学模型如下：
图片.png
静止、单色、平面图像数学表示如下：
图片.png
2.数字图像
数字图像是图像的数字化表示，像素是其最小单位，数学表达如下：
图片.png
与公式二不同的是，数字化的图像，m、n是整数的坐标值，离散的，公式二是取实数的。
3.数字图像处理
用计算机对图像进行处理就是数字图像处理，将一幅图像变为另一副经过加过的图像，是图像到图像的过程。
图像处理的任务：
- 提高图像视觉质量，满足人眼主观需求。
- 提取目标的某些特征，用于后续的分析和识别。
- 图像压缩，便于存储和传输庞大的图像和视频信息。
数字图像处理的发展和应用
1.发展概况
- 图像远距离传输
- 略
2.数字图像的应用
- 再现性好，数字化导致存储、传输、复制不会退化图像质量。
- 处理精度高。
- 适用面宽。信息源可以是可见光或波谱。客观实体可以从微观到宏观。
- 灵活性高，线性处理，非线性处理都能实现。凡是可以用数学公式或逻辑关系表达的一切运算都可以实现。
数字图像处理的主要方法和内容
1.数字图像处理方法（空域法、变换域法）
空域法，直接针对图像阵列的元素处理
- 领域处理法：（利用某个像素的周围像素信息）
- 梯度算法，Gradient Argorithm
- 拉普拉斯算子，Laplacian Operatior
- 平滑算子，Smoothing Operator
- 卷积运算，Convolution Algorithm
- 点处理法：（对某个目标像素点）
- 灰度处理，Gray Processing
变换域法，空间图形-变换（正交）-处理-反变换。
- 滤波处理
- 数据压缩
- 特征提取
2.DIP的主要研究内容
- 图像信息获取，image information acquisition
- 图像信息存储，image information storage，图像存储技术和图像压缩技术。
- 图像信息传递，image information transmission，系统内部传递（DMA），外部传递（通信问题，实时性）
- 数字图像处理。
- 几何处理：坐标变换、图像放大、缩小、旋转、移动、矫正等。
- 算术处理，arithmetic processing，像素级算术或逻辑运算。
- 图像增强，image enhancement，突出感兴趣的信息，削弱不感兴趣的信息，便于识别和解释。
- 直方图修正
- 伪彩色法
- 灰度窗口等
- 图像复原，image restoration，去掉干扰和污染，恢复图像本来面目
- 图像噪声：随机点、相干噪声
- 模糊：相对运动
- 遥感：大气流、云层遮挡
- 主要方法：维纳滤波、卡尔曼滤波、逆滤波、同向滤波。
- 图像重建，image reconstruction，数据-图像。
- 成像方法：代数法、迭代法、傅里叶反投影法、卷积
- 三维重建——虚拟现实、科学可视化。
- 图像编码，image coding，利用图像信号的统计特性，实现高效编码。减少数据存储空间，压缩信息，提取特征，以便识别。
- 图像识别，pattern recognition。
- 图像理解，image understanding，图像-描述，利用客观世界的知识，使计算机联想、思考、推论，从而理解图像表现额内容。
相关领域
- 计算机图形学，computer graphics
- 计算机视觉，computer vision
基本图像处理系统
图片.png
常用开发工具
- MATLAB
- Visual C++
MATLIB简介
矩阵运算和操作功能
-
图像处理工具箱
