图像处理与图像分析基础

遥感图像处理与分析_2(图像校正)

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

遥感图像处理：图像校正

杨可明中国矿业大学(北京) 测绘与土地科学系2013-7-27

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

遥感图像处理与分析_2(图像校正)

主要内容

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

数字图像的性质与特点 辐射校正 图像的几何畸变 几何校正的方法 几何校正的重采样、内插方法

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

2013-7-27

遥感图像处理与分析_2(图像校正)

数字图像的性质与特点

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

什么是数字图像？– 模拟图像：普通像片那样的灰度级及颜色连续变化的图 像 – 数字图像：而是以数字形式表示的遥感影像。包括把模 拟图像分割成同样形状的小单元，以各个小单元的平均 亮度值或中心部分的亮度值作为该单元的亮度值进行数 字化的图像。

把前一部分的空间离散化处理叫采样(sampling), 而后一部分的亮度值的离散化处理叫量化(quantization),以上两种过程结合起来叫图像的数字化(digitization)。

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

2013-7-27

遥感图像处理与分析_2(图像校正)

1．根据所学过的图像处理和分析方法，设计一套算法流程来实现汽车牌照的定位和数字的识别（给出设计思想即可）。 答：要点:

Step 1：定位汽车牌照。

通过高通滤波，得到所有的边缘，对边缘细化（但要保持连通关系），找出所有封闭的边缘，对封闭边缘求多边形逼近。在逼近后的所有4边形中，找出尺寸与牌照大小相同的四边形。牌照被定位。 Step 2：识别数字。

对牌照区域中的细化后的图像对象进行识别（如前面所介绍的矩阵模糊识别法等）。

2、试设计一套算法来实现染色体（图像见下图）的统计与识别（给出算法思想即可）。

1.applylut 功能:

在二进制图像中利用lookup表进行边沿操作. 语法:

A = applylut(BW,lut) 举例

lut = makelut('sum(x(:)) == 4',2); BW1 = imread('text.tif'); BW2 = applylut(BW1,lut); imshow(BW1) figure, imshow(BW2) 相关命令: makelut 2.bestblk 功能:

确定进行块操作的块大小. 语法:

siz = bestblk([m n],k) [mb,

1．根据所学过的图像处理和分析方法，设计一套算法流程来实现汽车牌照的定位和数字的识别（给出设计思想即可）。 答：要点:

Step 1：定位汽车牌照。

通过高通滤波，得到所有的边缘，对边缘细化（但要保持连通关系），找出所有封闭的边缘，对封闭边缘求多边形逼近。在逼近后的所有4边形中，找出尺寸与牌照大小相同的四边形。牌照被定位。 Step 2：识别数字。

对牌照区域中的细化后的图像对象进行识别（如前面所介绍的矩阵模糊识别法等）。

2、试设计一套算法来实现染色体（图像见下图）的统计与识别（给出算法思想即可）。

1.applylut 功能:

在二进制图像中利用lookup表进行边沿操作. 语法:

A = applylut(BW,lut) 举例

lut = makelut('sum(x(:)) == 4',2); BW1 = imread('text.tif'); BW2 = applylut(BW1,lut); imshow(BW1) figure, imshow(BW2) 相关命令: makelut 2.bestblk 功能:

确定进行块操作的块大小. 语法:

siz = bestblk([m n],k) [mb,

ISBN7-5084-2930-3 新世纪电子信息与自动化系列课程改革教材

数字图像处理与分析基础第二章 数字图像处理系统黄爱民 安向京 骆力

中国水利水电出版社

第二章数字图像处理系统

系统的构成 数字化设备 存储设备 处理设备 输出设备 处理软件

数字图像处理与分析基础

2.1系统的构成

构造特点

面向对象、面向应用 硬件、软件

基本成分

分类

专用、通用

数字图像处理与分析基础

硬件结构

图像数字化设备 图像处理设备(计算机) 图像显示设备 图像存储设备

数字图像处理与分析基础

图像处理系统构成图示

图像采集及 数字化设备

终端

输入图像存储

图像处理 设备

输出图像存储

图像显示 设备

程序库

图2-1 数字图像处理系统的构成数字图像处理与分析基础

图像处理系统构成2 图像采集：? 电信号(电流、电压) 图像数字化设备：将图像转换成计算机可以处理的数字 形式，通常用数字矩阵表示转换结果。 图像处理设备(计算机):包括硬件设备和软件两部分， 即图像存储设备、CPU、程序库等，其中软件或算法是本 课程研究的重点。 图像显示设备：包括永久显示设备和暂时显示设备 CRT、LED等为暂时显示设备 打印机、照片等可永久显示图象 显示设备的性能评价

实验三 圆形物体的图像分割与分析

一、 实验目的

掌握在计算机上进行图像分割与形态学图像处理和分析的方法 二、 实验要求

应用所学方法完成coins.tif图像的分割，用图像分析的方法估算整幅图像中钱币的总额。 1) 对指定图像（coins.tif）完成图像分割、将分割后的图像显示于屏幕上。 2) 对分割后图像中不同目标的尺寸（面积或半径）分布进行直方图显示。 3) 讨论你的方法的误差和局限。

4) 图像中有2元、1元、5角和1角的四种硬币，计算图像中钱币的总额。 三、 实验仪器设备及软件 HP D538、MATLAB 四、 实验原理

以自己的语言结合课堂笔记进行总结，要求过程推导清晰明了。 五、 实验步骤及程序

实验步骤、程序流程、实验源程序和注释齐全 实验源程序: clear all;

I=imread('coins.bmp'); subplot(231); imshow(I); title('原图象');

I1=im2bw(I,graythresh(I)); subplot(232);

imshow(I1),title('二值化图像'); H=medfilt2(I1); subplot(233);

imshow(H),tit

第二讲 数字图像处理基础

数字图象处理基础： 数字图象处理基础：模拟图像数字化 灰度图像直方图 数字图像常见文件格式 .bmp 文件格式 色度学基础

第二讲 数字图像处理基础

2.1模拟图像数字化 模拟图像数字化一、图像数字化 在数字化时，图像被分割成所谓的像素(Pixel),各像素的 灰度值用整数表示。一幅M×N个像素的数字图像，其像素灰度 值可以用M行、N列的矩阵G表示：

g11 g 21 G= M g M1

g12 L g1N g 22 L g 2 N M M g M 2 L g MN

第二讲 数字图像处理基础

采样采样： 采样：即先沿垂直方向采样， 再沿水平方向采样这两 个步骤完成采样操作。 对一幅图像采样时，若每行(即横向)像素 为M个，每列(即纵向)像素为N个，则图像大小 为M×N个像素。

第二讲 数字图像处理基础

采样采采采 像像

采采采 采行行

采采行行图2-2 采样示意图

第二讲 数字图像处理基础

量化编码255 254 q i+1 Zi Zi-1 q i-1 … 1 0 … 128 127 (b)

Zi+1

连连连连连 连连灰连

量量连 (整整连) 连连量量(a)

量化示意图

《图像处理基础》教学设计

一、设计思想

虽然学生对图像处理很感兴趣，但对于图像处理的基本概念知之甚少，如分辨率、位图和矢量图、颜色、图形与图像、文件格式等抽象的知识模糊不清，也疲于学习，所以将概念具体化、形象化是这堂课的目标之一。因此在内容的处理上可运用“对比教学”法，从学生的实际出发，从学生的兴趣出发，以具体的“图像”为事实依据，让学生不断地对比学习，不断地将抽象的问题逐步消化。根据教学内容，选用合适的图像素材，对比不同分辨率的不同效果以及不同格式的图像文件的大小及效果。

二、教材分析

1、要求了解图像处理的基本知识，加深对像素、分辨率等概念的理解。

2、学习图像的基本知识，才能了解图像的本质，也是图像处理和编辑的基础，也为后面的学习奠定基础。

三、学情分析

学生对图像有一定的感性认识，但对图像的实质并不了解。教学中可以通过实例加深学生对图像基本概念的了解。位图和矢量图、像素、分辨率等概念是学生学习的难点。

四、教学目标

(1) 了解数字图像的基本原理； 知识与技能 (2) 了解图像与图形的区别； (3) 了解获取和保存图像的常用方法； (4) 了解常见的图像格式，学会用软件转换图像格式。 运用“对比教学”法，从学生的实际出发，从学生的兴趣

《图像处理基础》教学设计

一、设计思想

虽然学生对图像处理很感兴趣，但对于图像处理的基本概念知之甚少，如分辨率、位图和矢量图、颜色、图形与图像、文件格式等抽象的知识模糊不清，也疲于学习，所以将概念具体化、形象化是这堂课的目标之一。因此在内容的处理上可运用“对比教学”法，从学生的实际出发，从学生的兴趣出发，以具体的“图像”为事实依据，让学生不断地对比学习，不断地将抽象的问题逐步消化。根据教学内容，选用合适的图像素材，对比不同分辨率的不同效果以及不同格式的图像文件的大小及效果。

二、教材分析

1、要求了解图像处理的基本知识，加深对像素、分辨率等概念的理解。

2、学习图像的基本知识，才能了解图像的本质，也是图像处理和编辑的基础，也为后面的学习奠定基础。

三、学情分析

学生对图像有一定的感性认识，但对图像的实质并不了解。教学中可以通过实例加深学生对图像基本概念的了解。位图和矢量图、像素、分辨率等概念是学生学习的难点。

四、教学目标

(1) 了解数字图像的基本原理； 知识与技能 (2) 了解图像与图形的区别； (3) 了解获取和保存图像的常用方法； (4) 了解常见的图像格式，学会用软件转换图像格式。 运用“对比教学”法，从学生的实际出发，从学生的兴趣

第一章：

1. 半调输出技术可以 B

A 改善图像的空间分辨率 B 改善图像的幅度分辨率 C 利用抖动技术实现 D 消除虚假轮廓现象 2. 抖动技术可以 D A 改善图像的空间分辨率 B 改善图像的幅度分辨率 C 利用半调输出技术实现 D 消除虚假轮廓现象

3 .利用一个2×2模板的每个位置可表示4种灰度，那么这个模板一共可表示的灰度为B A 5种 B 13种 C 16种 D 20种

4. 一幅256×256的图像，若灰度级数为16，则存储它所需的比特数是 A

A 256K B 512K C 1M D 2M

5 .数字图像木刻画效果的出现是由于下列什么原因产生的 A A 图像幅度分辨率过小 B 图像幅度分辨率过大 C 图像空间分辨率过小 D 图像空间分辨率过大

6. 当改变图像的空间分辨率时，受影响最大的是图像中的：A A 纹理区域（有许多重复单元的区域） B 灰度平滑区域 C 目标边界区域 D 灰度渐变区域

7 .当改变图像的幅度分辨率时，受影响最大的是图像中的：BD A 纹理区域

B 灰度平滑区域 C 目标边界区域 D 灰度渐变区域 第二章：

7． 如果将图像中对应直方图中偶数项灰度均用相应的对应直方图中奇数项的像素灰度代替，所得

遥感图像处理与分析作业

一、名词解释

1.辐射亮度：辐射源在某一方向的单位投影表面在单位立体角内的辐射通量。 2.光谱反射率：被物体反射的光通量与入射到物体的光通量之比。 3.合成孔径雷达：合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达。利用遥感平台的移动，将一个小孔径的天线安装在平台侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨率的雷达。

4.假彩色遥感图像：根据加色法合成原理，选择遥感影像的某三个波段分别赋予红、绿、蓝三种原色，就可以合成彩色影像。

5.大气窗口：由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫大气窗口

6.图像空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。

7.NDVI: (Normal Differential Vegetation Index)归一化植被指数。被定义为近红外波与可见光红波段图像灰度值之差和这两个波段图像灰度值之和的比值。

8.像点位移：地形的起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点的位置的变化，叫像点位移。