Цифровая обработка изображений
1 Введение в курс
Интроскопия – совокупность методов получения
изображений внутренних частей объектов,
непрозрачных для видимого света, путем
зондирования их проникающим излучением или
путем наблюдения за физическими процессами,
которые способны донести до наблюдателя
информацию из глубины объекта
Цифровая обработка изображений
1.1 Общие положения
1.1.1 Области применения ЦОИ
Космос – передача цифровых изображений со спутника –
фото Луны, Марса, Венеры, предсказание погоды,
«виды» на будущий урожай, пожары, наводнения
Связь – видеотелефонная связь – по каналам, передача
графической информации
Геология – исследование изкосмоса, авиации – автоанализ
характера местности и исследование природных
ресурсов
Цифровая обработка изображений
1.1.1 Области применения ЦОИ (продолжение)
Биология – микроскопия – улучшение качества
биологических изображений
Медицина – рентгенография, томография
(рентгеновская, ультразвуковая, ЯМР
Военное дело – обнаружение целей распознание
протвника – танковый бой
Роботизация – техническое зрение
Криминалистика – идентификация личности
Цифровая обработка изображений
1.1.2 Применение в Неразрушающем контроле
Оптический метод
Рентгеновский
Ультразвуковой
Термография
Томография
Магнитный метод
Вихретоковый метод
Цифровая обработка изображений
1.1.3 Теоретическая база
Теория цифровых сигналов
Теория информации (Шеннона)
Матричная алгебра
Теория статистики
Теория распознавания образов
Компьютерная графика
Теория погрешности
Цифровая обработка изображений
1.1.4 Литература
Методы компьютерной обработки изображений // под
ред. В.А.Сойфера – М.: Физматлит, 2001
Jain A. Fundamentals of Digital Image Processing, California,
1989
Яpославский Л.П. Введение в цифpовую обpаботку
изобpажений.-М.: Сов.pадио,1979
Пpэтт У. Цифpовая обpаботка изобpажений.М.:Миp,1982
Даджен Д.,Меpсеpо Р.М.Цифpовая обpаботка
многомеpных сигналов.- М.:Миp,1987
Обpаботка изобpажений и цифpовая фильтpация/Под
pед.Т.С.Хуанга:- М.:Миp,1979
Цифровая обработка изображений
1.2 Краткий обзор курса
Термин «Обработка изображения» относится к
обработке картин с помощью алгоритмов на ЭВМ.
В более общем контексте – обработка двумерных данных
(массивов действительных или комплексных чисел,
представленных конечным числом бит)
Цифровая обработка изображений
1.2.1 Основные задачи, включаемые в понятие
ЦОИ:
представление изображение (модель восприятия)
улучшение визуального качества
восстановление изображения
анализ изображения
реконструкция изображения
сжатие данных
Цифровая обработка изображений
1.2.2 Примерный план лекций
Введение – 1лк
Математика – 2лк
Улучшение визуального качества - 2лк
Восстановление – 2лк
Анализ – 2лк
Преобразования – 2лк
Цифровая обработка изображений
1.2.3 Представление изображения
Восприятие – контраст, пространственные частоты,
цвет. Физические величины – освещенность (фото),
затухание (томография), отражение (эхолокация),
температурный профиль (термография)
Локальные модели – дискретизация, квантование,
детерминированные модели, преобразования –
разложение в ряд, статистические модели
Глобальные модели – анализ сцен, кластеризация,
сегментация, распознавание
Цифровая обработка изображений
1.2.4 Улучшение визуального качества
Преобразование изображения без увеличения
содержащейся в нем информации.
Задача – выделение определенных деталей для
дальнейшего анализа
Операции: увеличение контраста
Усиление границ
Псевдоцвета
Уменьшение шума
Изменение количества градаций
Гистограммные эффекты
Применяемые алгоритмы зависят от цели
Цифровая обработка изображений
1.2.5 Восстановление изображения
Удаление или уменьшение нарушений в изображении,
вызванных неидеальностью датчика (устранение
расплывчатости, размазанности)
Фильтрация шумов
Коррекция геометрических смещений
Решение – фильтр Винера (оптимизация – минимум
среднеквадратичной погрешности
