下载文档原格式
数字图像处理技术一．数字图像处理概述数字图像处理是指人们为了获得一定的预期结果和相关数据利用计算机处理系统对获得的数字图像进展一系列有目的性的技术操作。
数字图像处理技术最早出现在上个世纪中期，伴随着计算机的开展，数字图像处理技术也慢慢地开展起来。
数字图像处理首次获得成功的应用是在航空航天领域，即1964年使用计算机对几千月球照片使用了图像处理技术，并成功的绘制了月球外表地图，取得了数字图像处理应用中里程碑式的成功。
最近几十年来，科学技术的不断开展使数字图像处理在各领域都得到了更加广泛的应用和关注。
许多学者在图像处理的技术中投入了大量的研究并且取得了丰硕的成果，使数字图像处理技术到达了新的高度，并且开展迅猛。
二．数字图象处理研究的容一般的数字图像处理的主要目的集中在图像的存储和传输，提高图像的质量，改善图像的视觉效果，图像理解以及模式识别等方面。
新世纪以来，信息技术取得了长足的开展和进步，小波理论、神经元理论、数字形态学以及模糊理论都与数字处理技术相结合，产生了新的图像处理方法和理论。
比方，数学形态学与神经网络相结合用于图像去噪。
这些新的方法和理论都以传统的数字图像处理技术为依托，在其理论根底上开展而来的。
数字图像处理技术主要包括：⑴图像增强图像增强是数字图像处理过程中经常采用的一种方法。
其目的是改善视觉效果或者便于人和机器对图像的理解和分析，根据图像的特点或存在的问题采取的简单改善方法或加强特征的措施就称为图像增强。
⑵图像恢复图像恢复也称为图像复原，其目的是尽可能的减少或者去除数字图像在获取过程中的降质，恢复被退化图像的本来面貌，从而改善图像质量，以提高视觉观察效果。
从这个意义上看，图像恢复和图像增强的目的是一样的，不同的是图像恢复后的图像可看成时图像逆退化过程的结果，而图像增强不用考虑处理后的图像是否失真，适应人眼视觉和心理即可。
⑶图像变换图像变换就是把图像从空域转换到频域，就是对原图像函数寻找一个适宜变换的数学问题，每个图像变换方法都存在自己的正交变换集，正是由于各种正交换集的不同而形成不同的变换。
胡学龙、许开宇编著《数字图像处理》思考题与习题参考答案第1 章概述1。
1 连续图像和数字图像如何相互转换？答：数字图像将图像看成是许多大小相同、形状一致的像素组成。
这样，数字图像可以用二维矩阵表示.将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像（连续图像）信号,再由模拟/数字转化器(ADC）得到原始的数字图像信号。
图像的数字化包括离散和量化两个主要步骤。
在空间将连续坐标过程称为离散化，而进一步将图像的幅度值(可能是灰度或色彩）整数化的过程称为量化。
1。
2 采用数字图像处理有何优点？答：数字图像处理与光学等模拟方式相比具有以下鲜明的特点：1．具有数字信号处理技术共有的特点。
（1)处理精度高。
（2）重现性能好.（3）灵活性高。
2．数字图像处理后的图像是供人观察和评价的，也可能作为机器视觉的预处理结果.3．数字图像处理技术适用面宽。
4．数字图像处理技术综合性强。
1。
3 数字图像处理主要包括哪些研究内容？答：图像处理的任务是将客观世界的景象进行获取并转化为数字图像、进行增强、变换、编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理，它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的图像。
1.4 讨论数字图像处理系统的组成.列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能。
答:如图1.8，数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的信息系统.图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。
图像处理硬件主要由图像输入设备、图像运算处理设备（微计算机）、图像存储器、图像输出设备等组成。
软件系统包括操作系统、控制软件及应用软件等。
图1。
8 数字图像处理系统结构图11。
5 常见的数字图像处理开发工具有哪些？各有什么特点?答．目前图像处理系统开发的主流工具为 Visual C++（面向对象可视化集成工具）和 MATLAB 的图像处理工具箱（Image Processing Tool box)。
两种开发工具各有所长且有相互间的软件接口。
数字图像处理技术分析及应用数字图像处理技术是指利用计算机技术对数字图像进行处理和分析的一种技术。
在现代科技应用中，数字图像处理技术已经成为一个不可或缺的技术手段，它被广泛应用在医学图像处理、航空航天、地理信息系统、军事侦察等领域。
本文将从图像处理的基本原理、几种主要的数字图像处理技术以及他们的应用等多个方面对数字图像处理技术进行分析并探讨其未来发展的前景。
数字图像处理技术的基本原理数字图像处理技术的处理对象是数字图像，因此我们先来了解一下数字图像。
数字图像是以像素为基本单位构成的二维矩阵，每个像素点都有着不同的灰度值或彩色值。
例如一张640x480像素的数字图像，它以640列480行像素矩阵的形式构成，而每个像素点的灰度值或彩色值则通常使用8位表示 (0~255)。
数字图像处理技术主要分为图像预处理、图像增强、图像分割、物体识别等几个方面。
其中，基本的数字图像处理步骤包括：数字图像采集、数字图像存储、数字图像预处理、数字图像处理、数字图像输出和图像後处理等。
数字图像的预处理通常起到降低信号噪声，使得图像处理更加舒适准确的作用。
这部分通常涉及到灰度校正，增加对比度、噪声去除等处理。
图像增强则是在原始图像的基础上通过各种算法将图像更加清晰、明亮、细节更加丰富。
包括了灰度变换、傅里叶变换、滤波等等。
数字图像处理技术的应用数字图像处理技术在现代科技应用中所起的作用是无可替代的。
它不仅可以应用到人们日常生活，例如手机的拍照功能、智能家居中的人脸识别等，还可以应用在医学图像处理、大气环境监测和地理信息系统等领域。
1、医学图像处理医疗保健产业是数字图像处理领域的一个重要研究领域，应用于医生的辅助诊断和手术操作上。
在医疗保健领域中，数字图像处理技术主要涉及到CT扫描、磁共振成像、超声成像等众多医疗成像模式的图像等。
比如说在癌症治疗中，数字图像处理技术被应用于癌症的早期诊断、疾病的定量评估以及疾病的治疗等。
例如对于癌症肿瘤的辅助诊断和治疗方向的确定、对于神经元的特征提取和定量评估等方面，都有着非常广泛的应用。
数字图像处理在安防领域的应用在当今社会，安防已经成为了保障人们生命财产安全的重要领域。
随着科技的不断发展，数字图像处理技术在安防领域中发挥着越来越重要的作用。
它不仅能够提高安防系统的准确性和效率，还为我们的生活和工作环境提供了更可靠的安全保障。
数字图像处理技术是什么呢？简单来说，它是指通过计算机对图像进行各种处理和分析的技术。
这些处理包括图像的获取、增强、压缩、分割、识别等等。
在安防领域，数字图像处理技术的应用场景十分广泛。
首先，视频监控是安防中最常见的应用之一。
通过安装在各个场所的摄像头，我们可以实时获取图像信息。
然而，原始的视频图像可能存在清晰度不够、光线不足等问题。
数字图像处理技术中的图像增强功能就派上了用场。
它可以对图像进行亮度、对比度的调整，以及去除噪声等操作，使得监控画面更加清晰，便于我们观察和分析。
比如，在夜晚光线较暗的情况下，通过图像增强技术，我们能够更清楚地看到监控区域内的人物和物体。
其次，数字图像处理技术在目标检测和跟踪方面也表现出色。
在一个复杂的监控场景中，可能同时存在多个移动的目标。
利用数字图像处理技术，可以准确地检测出这些目标，并对其进行持续的跟踪。
这对于及时发现异常行为、追踪嫌疑人等具有重要意义。
例如，在一个大型商场的监控系统中，如果发现有可疑人员在不同区域频繁出现，系统可以自动发出警报，提醒安保人员注意。
再者，人脸识别技术也是数字图像处理在安防领域的重要应用。
通过对人脸图像的采集和分析，系统能够快速准确地识别出人员的身份。
这项技术在门禁系统、机场安检等场景中得到了广泛的应用。
与传统的身份验证方式相比，人脸识别具有更高的准确性和便捷性。
只需要面对摄像头，系统就能在短时间内完成身份识别，大大提高了通行效率。
另外，车牌识别技术也是安防领域中常见的应用。
在停车场、高速公路出入口等地，通过对车辆车牌的图像识别，可以实现自动收费、车辆管理等功能。
数字图像处理技术能够有效地处理车牌图像中的变形、模糊等问题，提高车牌识别的准确率。
基于FPGA的数字图像处理原理及应用1. 引言数字图像处理作为一项重要的技术，已经被广泛应用于多个领域，例如医疗影像、机器视觉和图像识别等。
而基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）的图像处理系统已经成为研究的热点。
本文将介绍基于FPGA的数字图像处理原理及其应用。
2. FPGA的基本原理和特点FPGA是一种可重构的硬件设备，具有可在现场编程的特点，使其适用于不同应用的实时高性能图像处理。
FPGA拥有可配置的逻辑单元和内部存储器，可用于实现各种数字图像处理算法。
3. FPGA在数字图像处理中的应用3.1 图像滤波•FPGA可以实现图像滤波算法，例如均值滤波、中值滤波和高斯滤波等。
•FPGA的并行计算能力使得图像滤波可以以实时高性能的方式进行。
3.2 图像边缘检测•基于FPGA的图像边缘检测算法可以有效地提取图像的边缘信息，用于目标识别和图像分割等应用。
•FPGA的并行处理能力和灵活的逻辑结构使得边缘检测算法可以以高效的方式实现。
3.3 图像增强•FPGA可以用于实现图像增强算法，例如直方图均衡化和灰度级调整等。
•FPGA的硬件并行性使得图像增强算法可以在实时性要求较高的应用中得到广泛应用。
3.4 图像压缩•FPGA可以实现图像压缩算法，例如JPEG压缩算法。
•FPGA的高速并行处理能力使得图像压缩可以以实时高效的方式进行。
4. FPGA在数字图像处理中的优势•FPGA具有硬件并行处理能力，可以实现高效的图像处理算法。
•FPGA具有灵活性，可以根据不同的应用需求进行编程和配置。
•FPGA具有低功耗和低延迟的特点，适用于实时性要求较高的图像处理应用。
•FPGA具有较高的计算性能和吞吐量，可以满足高帧率的图像处理需求。
5. FPGA在数字图像处理中的应用案例5.1 医疗影像处理•基于FPGA的医疗影像处理系统可以用于实时的医学图像分析和诊断。
•FPGA的硬件并行处理能力可以提高医疗图像处理系统的性能和效率。
数字图像处理在安防领域的应用在当今社会，安防已经成为了保障人们生命财产安全、维护社会稳定的重要环节。
随着科技的不断发展，数字图像处理技术在安防领域发挥着越来越重要的作用。
数字图像处理技术，简单来说，就是将图像转换为数字形式，并通过一系列算法和技术对其进行处理和分析。
在安防领域，它的应用范围十分广泛。
首先，在视频监控方面，数字图像处理技术是核心之一。
传统的监控系统仅仅能够提供实时的图像画面，但对于大量的图像数据，人工监控往往难以做到全面、及时的观察和分析。
而通过数字图像处理技术，可以实现对监控视频的实时分析。
比如，运动目标检测技术能够自动检测出画面中移动的物体，无论是人还是车辆，一旦有异常的移动行为，系统能够立即发出警报。
这大大提高了监控的效率和准确性，减少了人工监控的疏漏。
其次，人脸识别技术也是数字图像处理在安防领域的重要应用。
通过采集人脸图像，对其进行特征提取和分析，与数据库中的人脸信息进行比对，可以快速准确地识别出人员的身份。
在机场、火车站、地铁站等人员密集的场所，人脸识别技术可以帮助安检人员快速筛查出可疑人员，提高安检的效率和安全性。
在一些需要高度安全保障的区域，如政府机关、金融机构等，人脸识别技术可以实现门禁系统的智能化，只有经过授权的人员才能进入。
车牌识别技术同样在交通安防中发挥着关键作用。
通过对车辆牌照的图像进行处理和识别，能够实现车辆的自动登记、收费管理以及违法追踪等功能。
在高速公路收费站，车牌识别技术可以实现不停车收费，提高了通行效率；在城市交通管理中，它可以帮助交警快速识别违法车辆，加强交通执法的力度。
此外，数字图像处理技术在图像增强和恢复方面也具有重要意义。
在低光照、恶劣天气等条件下拍摄的图像，往往质量不佳，可能会影响到对关键信息的获取。
通过图像增强技术，可以改善图像的对比度、清晰度等，使图像中的细节更加清晰可见。
而图像恢复技术则可以对受损、模糊的图像进行修复，还原出更接近真实的图像，为安防工作提供更有价值的线索。
