主要内容：
- 数字图像处理与分析概述
1、数字图像处理基本概念
2、数字图像处理历史发展
3、基础理论与学科关系
- “数字图像处理与分析”应用实例概览
遥感领域图像处理应用概述
一、数字图像处理与分析概述
1、什么是图像？
- “图”是物体投射或反射光的分布，“像”是人的视觉系统对图的接受在大脑中形成的印象或反映；
“一幅图像是一个东西的另一个表示”，是其所表示物体的信息的一个浓缩和高度概括； - 是客观和主观的结合；
图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述。是物体的一种不完全、不精确，但在某种意义上是适当的表示； - 图像是光被遮挡产生的投影——光学投影；
2、什么是数字图像？
- 模拟图像——
三维空间连续
时间上连续
波谱上连续
不可见物理图像
想象中的虚拟图像
- 模拟图像的数字化
二维空间数字化——二维图像
时间离散化——多维图像
层次数字化——灰度数字化
波谱数字化——从波谱角度扩展人类观察自然界的能力
尺度适应化——从空间尺度扩展人类观察自然界的能力
- 什么是数字图像？
单幅图像——平面、单色、静止：
数字图像——单幅图像的数字表示
数字图像的表示——二维矩阵
3、数字图像处理方式：
- 将一幅图像变为另一幅经过加工的图像，图像到图像的过程；
- 将一幅图像转化为一种非图像的表示，分析、识别与理解的过程；
4、数字图像处理与分析研究的实质：
- 研究如何对一幅连续图像取样、量化以产生包含全部或所需信息的数字图像
如何对数字图像做各种变换以方便处理
如何滤去图像中的无用噪声或增强感兴趣内容
如何压缩图像数据以便存储和传输
如何从图像中提取所需信息，从而形成对图像所含信息的的理解与识别
如何形成抽象事物的模拟图像，从而帮助人类更好地认识客观事物
5、数字图像处理与分析研究的内容：
- 图像变换
改变图像的空间或频谱分布，获取或突出感兴趣信息
空域变换：放大、缩小、旋转、……
频域变换：傅立叶变换、Walsh变换、离散余弦变换、
小波变换、 小波变换、…… - 图像编码
减少描述图像的数据量，节省图像传输、处理时间，减少存储空间
熵编码、预测法编码、变换编码、分形编码 - 图像增强和恢复
提高图像质量（去除噪声、提高图像的清晰度）
灰度修正、平滑、几何校正、图像锐化、频域增强、
维纳滤波、卡尔曼滤波、…… - 图像分割
提取出感兴趣的对象，为进一步的理解和识别做准备
灰度阀值分割、基于纹理的分割、区域生长法…… - 图像的理解和识别
从图像中提取抽象化的特定信息
统计模式分类和句法模式分类
6、历史发展：
二十世纪二十年代：压缩图像以传输
五十年代：开始利用计算机处理图像
六十年代：阿波罗登月计划实施过程中发挥巨大作用，初步形成数字图像处理与分析学科
七十年代：医学射线图像处理、 图像处理上的成功应用，带动数字图像处理与分析技
术的深入发展
八十年代：普及
九十年代：多媒体
二十一世纪：…
7、数字图像处理与分析的哲学观点：
- 基本出发点：用离散技术处理连续世界的图像，处理的结果一般地也要以连续的形式演绎
- “数字图像处理”不是指“处理数字图像”，而是指“图像的数字处理”
8、数字图像处理与分析发展趋势
- 高速度、高分辨率、立体化、多媒体化、智能化和标准化
- 三维与多维图像的成像与处理
- 与图形学研究、人工智能研究等相结合，形成新的研究领域和开拓新的应用
图像处理：图像进——图像出
图像分析：图像进——测量结果出
图像理解：图像进——高级描述出
虚拟景观、智能机器人、…… - 软件固化、高速处理芯片化
- 新理论与新算法研究
- 通讯技术——图象传真，电视电话，卫星通讯，数字电视
- 宇宙探索——其他星体图片处理
- 遥感技术——农林资源调查，作物长势监视，自然灾害，(水、火、风、虫等)监测、预报，地势、地貌以及地质构造测绘，找矿，水文、海洋调查，环境污染笋测，等 构造测绘，找矿，水文、海洋调查，环境污染笋测，等等
- 生物医学——X射线、超声、显微图片分析，内窥镜图、温谱图分析，断层及核磁共振分析 温谱图分析，断层及核磁共振分析
- 工业生产——无损探伤，石油勘探，生产过程的自动化(识别零件，装配，质量检查)，工业机器人视觉 (识别零件，装配，质量检查)，工业机器人视觉
- 计算机科学——文字、图象输入的研究，计算机辅助设计，人工智能研究，多媒体汁算机与智能计算机研究
- 气象预报——天气云图测绘、传输
- 军事技术——航空及卫星侦察照片的判读，导弹制导，雷达、声纳图象处理，军事仿真
- 高能物理——核子泡室图片分析
- 侦缉破案——指纹鉴别，印鉴、伪钞识别，手迹分析
- 考古——恢复珍贵的文物图片，名画，壁画
二、遥感图像处理概述
1、历史发展：
1839 第一架照相机诞生
1858—从气球上首次获得空中的照片
1903—第一架飞机诞生
1906—利用风筝首次获得高空大面积照片
19世纪末最新奇的遥感平台—欧洲著名的鸽子飞行队
1910~45—第一、二次世界大战中，利用航空照片解译进行空中侦察
1957—前苏联第一颗人造卫星上天
1960—第一颗气象卫星上天
1972—美国Landsat-1 上天
…………
2、遥感系统组成的三要素：
目标物体、从目标物体传过来的光线、感受光线的传感器
3、遥感图像的波谱范围
4、空间、频谱的采样
5、遥感过程：
6、遥感图像处理基本内容
- 遥感图像的辐射和几何校正
遥感图像的辐射校正，遥感图像的几何变分析，几何校正的基本技术方法，…
- 遥感信息增强处理
彩色合成，图像增强，信息融合，主成分分析，遥感图像变换，…
- 遥感信息提取及图像分类
遥感图像目视判读，监督分类，非监督分类，相关分类模型，分类结果评估，遥感图像专题特征提取，…