第一章--绪论-数字成像技术与系统

摄影测量学第一章 绪论1、摄影测量是从非接触成像系统，通过记录、量测、分析与表达等处理，获取地球及其环境和其他物体的几何、属性等可靠信息的工艺、科学与技术。

2、摄影测量学的三个发展阶段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量4、摄影测量存在哪些问题第二章 单幅影像解析基础1、像主点：摄影机主光轴（摄影方向）与像平面的交点，称为像片主点。

像主距：摄影机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄影机主距，也叫像片主距（f ）。

2、航空摄影：利用安装在航摄飞机上的航摄仪，在空中以预定的飞行高度度沿着事先制定好的航线飞行，按一定的时间间隔进行曝光摄影，获取整个测区的航摄像片。

空中摄影采用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机物镜主光轴近似与地面垂直。

Hf L l m ==1 （m —像片比例尺分母，f —摄影机主距，H —平均高程面的摄影高度 H=m ·f ） 3、相对航高是指摄影机物镜相对于某一基准面的高度，称为摄影航高。

绝对航高是相对于平均海平面的航高，是指摄影机物镜在摄影瞬间的真实海拔高。

通过相对航高H 与摄影地区地面平均高度H 地计算得到：H 绝=H+H 地5、航向重叠：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称，重叠度一般要求在60%以上； 旁向重叠：两相邻航带像片之间的影像重叠，重叠度要求在30%左右。

6、中心投影：当投影会聚于一点时，称为中心投影； 正射投影：投影射线与投影平面成正交。

中心投影：投影射线会聚于一点（投影射线的会聚点称投影中心） 投影 斜投影：投影射线与投影平面成斜交 平行投影正射投影：投影射线与投影平面成正交7、透视变换中的重要的点线面：① 由投影中心作像片平面的垂线，交像面于o ，称为像主点；像主点在地面上的对应点以O 表示，称为地主点。

② 由摄影中心作铅垂线交像片平面于点n ，称为像底点；此铅垂线交地面于点N ，称为地底点。

③ 过铅垂线SnN 和摄影方向SoO 的铅垂面称为主垂面（W ），主垂面即垂直于像平面P ，又垂直于地平面E ，也垂直于两平面的交线透视轴TT 。

数字成像原理数字成像是一种通过数字技术来捕捉、处理和显示图像的方法，它已经在各个领域得到了广泛的应用，包括医学影像、摄影、安防监控、遥感等。

数字成像的原理是基于光学成像和数字信号处理的相互作用，通过光学系统将场景中的光线转换为电信号，并经过数字信号处理后形成图像。

数字成像的原理主要包括以下几个方面：1. 光学成像原理。

光学成像是数字成像的基础，它利用透镜或反射镜等光学元件将场景中的光线聚焦在感光元件上，形成倒立、缩小的实物像。

在光学成像过程中，光线经过透镜或反射镜的折射或反射，最终聚焦在感光元件上。

感光元件可以是CCD（电荷耦合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）等光电转换器件，它们能够将光信号转换为电信号。

2. 光电转换原理。

光电转换是数字成像的关键环节，感光元件接收到聚焦后的光线，将光信号转换为电信号。

这个过程涉及光电效应和电荷转移等物理原理，当光线照射到感光元件上时，光子的能量会激发感光元件中的电子，产生电荷。

然后，这些电荷会通过电路传输到信号处理器中进行处理。

3. 数字信号处理原理。

数字信号处理是数字成像的核心环节，它包括信号采集、信号转换、信号处理和图像显示等步骤。

首先，感光元件产生的模拟电信号经过A/D转换器转换为数字信号，然后通过数字信号处理器进行信号处理，包括去噪、增强、编码等操作，最终形成数字图像。

数字图像可以通过显示器、打印机等设备进行显示和输出。

4. 图像显示原理。

图像显示是数字成像的最终环节，经过数字信号处理后的图像可以通过显示器、打印机等设备进行显示。

显示器利用光栅扫描技术将数字信号转换为可见的图像，打印机则利用喷墨、激光等技术将数字图像打印到纸张上。

总的来说，数字成像原理是基于光学成像和数字信号处理的相互作用，通过光学系统将场景中的光线转换为电信号，并经过数字信号处理后形成图像。

这种原理已经在各个领域得到了广泛的应用，为人们的生产生活带来了便利和效益。

随着科技的不断发展，数字成像技术也将不断完善和创新，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。

影像学整理第一章绪论1、医学影像学：是应用医学成像技术对人体疾病进行诊断和医学成像技术引导下应用介入器材对人体疾病进行微创性诊断及治疗的医学学科，是临床医学的重要组成部分。

（N）包括：影像诊断学+介入放射学（介入诊断学+介入治疗学）X-ray（密度）、US（回声）、CT（密度）、MRI（信号）、PET（浓聚）、DSA（介入、染色）2、1895年德国伦琴发现X线（X）3、X线的基本性质：穿透性、荧光效应、感光效应、电离辐射（4~11：X/W）4、X线成像的优点：（1）透视的主要优点是可转动患者体位，改变方向进行观察；了解器官的动态变化，如心脏、大血管搏动、膈肌运动及胃肠蠕动等；透视的设备简单，操作方便，费用较低，可立即得出结论。

（2）摄影的主要优点是成像清晰，对比度及清晰度均较好；可作为客观记录，便于复查时对照和会诊。

5、X线成像缺点：（1）透视的主要缺点是荧屏亮度较低，影像对比度及清晰度较差，难于观察密度与厚度差别较少的器官以及密度与厚度较大的部位。

例如头颅、腹部、脊柱、骨盆等部位均不适宜透视。

不能留下客观记录，不便于病变的复查、对比。

（2）摄影的主要缺点是每张照片仅是一个方位和一瞬间的X线影像，为建立立体概念，常需作互相垂直的两个方位摄影，例如正位及侧位；对功能方面的观察，不及透视方便和直接；费用比透视稍高，但相较其它影像学检查如CT、MRI则相对低廉。

6、CT成像的主要优势：（1）密度分辨力高，相当于传统X线成像的10-20倍（2）可行密度量化分析，人体各组织结构及病变的CT值范围-1000~+1000HU（3）组织结构影像无重叠（4）可行多种图像后处理7、CT成像的局限性：（1）常不能整体显示器官结构和病变（2）多幅图像不利于快速观察（3）受到部分容积效应影响（4）较高的X线辐射剂量8、MRI成像的主要优势：（1）组织分辨力高，这是MRI的突出优点（2）直接进行水成像（3）直接进行血管成像（4）在体分析组织和病变代谢物的生化成分（5）能够进行fMRI检查：DWI（扩散加权成像）、DTI（扩散张量成像）、PWI（灌注加权成像）9、MRI成像的局限性：（1）通常不能整体显示器官结构和病变（2）多序列、多幅图像不利于快速观察（3）受部分容积效应影响（4）检查时间相对较长（5）易发生不同类型伪影（6）识别钙化有限度10、超声成像的优势：（1）超声波属于机械波，无放射性损伤，检查的安全性高（2）能够动态显示器官运动功能和血流动力学状况（3）检查便捷，易于操作，及时获取检查结果（4）设备轻便，可用于患者的床边和术中检查11、超声检查的局限性：（1）超声检查时，由于骨骼和肺、胃肠道内气体对入射超声波的全反射，影像检查效果，限制了对这些部位的应用（2）显示的解剖范围有限（3）结果的准确性除了与设备性能有关，在很大程度上依赖于操作医师的技术水平和经验* 呼吸系统，骨骼系统一般首选X线循环系统一般首选超声，金标准是DSA（数字减影血管造影）12、PACS(图像存档与传输系统)：是一种科技含量高，实际应用价值极大的复杂系统，其将数字化成像设备、高速计算机网络、海量存储设备和具备后处理功能的影像诊断工作站结合起来，完成对医学影像信息的采集、传输、存储、后处理及显示等功能，使得图像资料得以有效管理和充分利用。

《数字影像技术》课程教学大纲一、课程基本情况二.课程性质与任务《数字影像技术》是我系数字媒体艺术专业的一门专业必修课，通过对本门课程的学习,使学生掌握摄影、摄像的基础知识、基本理论和基本技能，为数字媒体艺术创作提供有效的摄影和摄像基础。

教学过程中，通过课堂理论讲授和摄影摄像实践使数字媒体艺术专业的学生了解摄影和摄像艺术的发展过程，了解并掌握光学相机、数码相机和摄像机的基本特性，并能在艺术理论指导下使用照相机和摄像机进行图片和视频的艺术创作。

本课程在数字媒体艺术专业的课程体系中属于技术性较强的课，与已经学过的素描、色彩等课程在构图和色彩搭配等基本素养方面有较强的联系，是学生艺术创作的延续，也是今后艺术创作素材积累的主要手段。

通过48学时的学习，使学生能够用照相机进行静止画面的艺术创作，留住历史长河中的瞬间；用电视摄像机进行动态的形象创作。

在此基础上，提高学生对摄影摄像艺术的欣赏水平，为今后的创作打下坚实的基础。

三. 课程主要教学内容及学时分配四、课程教学基本内容和基本要求绪论：摄影艺术概论（2学时）1.摄影术的诞生和发展2.摄影的特性3.摄影的应用和功能4.摄影的分类第一章：数码照相机（2学时）第一节数字照相机1、数字照相机的工作原理2、数字照相机的性能和功能3、专业级数字照相机第二节数字摄影系统1、数字摄影系统的构成2、数字影像的输入方式3、数字影像的处理4、数字影像的输出第三节数字影像的应用1、数字影像的应用现状2、数字影像和英特网实验一（2课时）了解数码照相机的结构掌握数码相机的使用要求第二章：摄影曝光（２学时）第一节曝光的基本知识第二节影响曝光的因素第三节测光表第四节闪光灯、滤光镜第三章摄影用光（2学时）第一节摄影光源的种类及特点1、自然光2、人工光第二节光的作用及运用1、光在摄影中的作用2、光的特征和运用第三节画面的影调1、影调2、处理影调的原则3、影调的调控实验二（2课时）摄影用光实习，拍摄不同光线的摄影作品第四章：摄影构图（2学时）第一节构图的原则与要求1、构图的原则2、构图的要求第二节影响构图的因素1、拍摄距离与角度2、横竖画面的决定3、画面的结构中心4、突出主体5、前景与背景6，透视规律的应用第三节构图的形式法则借鉴1、多样统一与照应2、均衡3、对比4、反复与渐变实验三（２课时）摄影构图实习，运用不同的趣味中心，拍摄摄影作品第五章摄影创作（2学时）第一节艺术摄影1、人物摄影2、风光摄影3、静物摄影第二节新闻摄影1、新闻摄影的基本原则2、新闻摄影的技术和技巧3、新闻采访4、新闻照片的体裁5、体育摄影与舞台摄影第三节应用摄影1、广告摄影2、科技摄影实验四（2课时）摄影综合创作实习摄像部分：绪论二摄像艺术概论（2学时）1、摄像艺术的发展、特性2、摄像在动画创作中的作用。

简述数字成像的原理及应用1. 原理概述数字成像是一种利用数字技术处理图像的方法，通过将图像转化为离散的数字表示，实现图像的存储、传输、处理和显示。

数字成像的原理主要包括以下几个步骤：1.图像采集：使用光学传感器等设备将场景中的光变换成电信号，将连续的光信号转化为离散的数字信号。

2.数字化：将模拟信号经过采样、量化和编码等处理，将连续的模拟信号转化为离散的数字信号。

采样表示在时间和空间上对信号进行离散的取样，量化表示将每个样本的幅值量化为离散的数值，编码表示将量化后的数值用二进制表示。

3.图像处理：利用数字信号处理的方法对图像进行增强、滤波、分割、特征提取等处理，以改善图像质量或提取需要的信息。

4.图像显示：将经过处理的数字图像转化为可视的图像形式，通过显示器等设备将图像呈现给用户。

2. 数字成像的应用数字成像技术在现代社会中得到了广泛的应用，以下是几个常见领域的应用示例：医学影像学•CT扫描：数字成像技术可将人体内部的断面图像转化为数字信号，通过计算机进行重建和显示，用于检测疾病、观察人体解剖结构等。

•MRI：数字成像技术可将人体内部的多维图像转化为数字信号，通过计算机进行处理和显示，用于观察人体组织的结构、功能和病变情况。

数字摄影与视频•数码相机：数字成像技术实现了传统摄影方式的数字化，利用光学传感器将物体反射的光线转化为数字信号，通过处理和存储，将图像以数字形式保存。

•数字视频摄像机：数字成像技术可将连续的视频信号采样、量化、编码转化为数字信号，实现高清视频的存储和传输。

计算机视觉•图像识别：数字成像技术可对图像进行特征提取和模式匹配，通过计算机算法实现对图像中物体的识别、分类和定位。

•视频监控：数字成像技术可实现对图像的实时采集、处理、传输和显示，用于安防领域的视频监控。

虚拟现实与增强现实•虚拟现实：数字成像技术结合计算机图形学和仿真技术，通过数字图像的显示和交互技术，模拟出虚拟的三维环境，使用户产生身临其境的感觉。

《遥感概论》课程笔记第一章：绪论1.1 遥感及其技术系统遥感（Remote Sensing）是指不直接接触对象物体，通过分析从远处感知到的电磁波信息来识别和探测地表及其上方环境的技术。

遥感技术系统是由多个组成部分构成的复杂体系，主要包括以下几部分：- 传感器（Sensor）：用于探测和记录目标物体发射或反射的电磁波的设备。

- 遥感平台（Remote Sensing Platform）：携带传感器的载体，如卫星、飞机、无人机等。

- 数据传输系统（Data Transmission System）：将传感器收集的数据传回地面的设备。

- 数据处理与分析系统（Data Processing and Analysis System）：对遥感数据进行处理、分析和解释的软件和硬件。

1.2 遥感门类及技术特点遥感技术根据不同的分类标准可以分为以下几类：- 按照电磁波波长：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。

- 按照传感器工作方式：主动遥感（如激光雷达）和被动遥感（如摄影相机）。

- 按照平台类型：卫星遥感、航空遥感、地面遥感等。

遥感技术的主要特点包括：- 大范围覆盖：遥感技术可以覆盖广阔的地表区域，对于大规模的地理现象监测具有优势。

- 高效快速：遥感平台可以快速穿越监测区域，获取数据的时间周期短。

- 多维信息：遥感可以提供关于地表及其上方环境的多种信息，如形状、纹理、温度等。

- 非侵入性：遥感技术不需要直接接触目标物体，因此对环境的影响较小。

1.3 遥感行业应用概况遥感技术在多个行业中有着广泛的应用，以下是一些主要的应用领域：- 农业领域：通过遥感技术监测作物生长状况、评估产量、监测病虫害、进行土地资源调查等。

- 环境保护：监测森林覆盖变化、湿地保护、沙漠化趋势、大气污染等环境问题。

- 灾害管理：利用遥感技术进行地震、洪水、飓风、火灾等自然灾害的预警、监测和评估。

- 城市规划：通过遥感图像分析城市扩张、交通布局、土地利用效率等，为城市规划提供依据。

毕业设计说明书基于ARM的嵌入式数字图像处理系统设计学生姓名：张占龙学号： 0905034314学院：信息与通信工程学院专业：测控技术与仪器指导教师：张志杰2013年 6月摘要简述了数字图像处理的应用以及一些基本原理。

使用S3C2440处理器芯片，linux内核来构建一个简易的嵌入式图像处理系统。

该系统使用u-boot作为启动引导程序来引导linux内核以及加载跟文件系统，其中linux内核与跟文件系统均采用菜单配置方式来进行相应配置。

应用界面使用QT制作，系统主要实现了一些简单的图像处理功能，比如灰度话、增强、边缘检测等。

整个程序是基于C++编写的，因此有些图像变换的算法可能并不是最优化的，但基本可以满足要求。

在此基础上还会对系统进行不断地完善。

关键词：linnux 嵌入式图像处理边缘检测AbstractThis paper expounds the application of digital image processing and some basic principles. The use of S3C2440 processor chip, the Linux kernel to construct a simple embedded image processing system. The system uses u-boot as the bootloader to boot the Linux kernel and loaded with file system, Linux kernel and file system are used to menu configuration to make corresponding configuration. The application interface is made using QT, system is mainly to achieve some simple image processing functions, such as gray, enhancement, edge detection. The whole procedure is prepared based on the C++, so some image transform algorithm may not be optimal, but it can meet the basic requirements. On this basis, but also on the system constantly improve.Keywords:linux embedded system image processing edge detection目录第一章绪论 (1)1.1 数字图像处理概述 (1)1.2 数字图像处理现状分析 (5)1.3 本文章节简介 (8)第二章图像处理理论 (8)2.1 图像信息的基本知识 (8)2.1.1 视觉研究与图像处理的关系 (8)2.1.2 图像数字化 (10)2.1.3 图像的噪声分析 (10)2.1.4 图像质量评价 (11)2.1.5 彩色图像基本知识 (11)2.2 图像变换 (13)2.2.1 离散傅里叶变换 (13)2.2.2 离散沃尔什-哈达玛变换（DWT-DHT） (20)2.2.3 离散余弦变换（DCT） (21)2.2.4 离散图像变换的一般表达式 (23)2.3 图像压缩编码 (24)2.3.1 图像编码的基本概念 (24)2.4 图像增强和复原 (24)2.4.1 灰度变换 (24)2.4.2 图像的同态增晰 (26)2.4.3 图像的锐化 (27)2.5 图像分割 (27)2.5.1 简单边缘检测算子 (27)2.6 图像描述和图像识别 (28)第三章需求分析 (28)3.1 系统需求分析 (28)3.2 可行性分析 (28)3.3 系统功能分析 (29)第四章概要设计 (29)4.1 图像采集 (30)4.2 图像存储 (31)4.3 图像处理（image processing） (31)4.4 图像显示 (32)4.5 网络通讯 (32)第五章详细设计 (32)5.1 Linux嵌入式系统的构建 (33)5.1.1 启动引导程序的移植 (33)5.1.2 Linux内核移植 (33)5.1.3 根文件系统的移植 (34)5.2 图像处理功能的实现 (34)5.2.1 彩色图像的灰度化 (34)5.2.2 灰度图的直方图均衡化增强 (35)5.2.3 图像二值化 (35)5.2.4 边缘检测 (36)第六章调试与维护 (36)附录 A (37)参考文献 (43)致谢 (44)第一章绪论1.1 数字图像处理概述数字图像处理(Digital Image Processing)又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。