图像分析与理解

《图像分析与理解》

研究生课程教学大纲

课程代码：

课程负责人：陈淑珍

课程中文名称:《图像分析与理解》

课程英文名称：Digital Image Analysis and Understanding

课程类别：选修

课程学分数：3

课程学时数：54

授课对象：通信与信号处理专业

本课程的前导课程：《数字信号处理》，《数字图像处理》

一、教学目的和要求（黑体五号）

图像分析与理解是一门系统地研究运用各种图像理论，技术和设备的综合学科，主要可分成如下紧密联系又有区别的三个层次：图像处理，图像分析和图像理解。通过本课程的学习，要求同学们掌握图像技术的整体概况及视觉和图像的有关模型；掌握图像增强、图像恢复、由投影重建图像等基础理论、技术和方法；理解图像分割、目标表达和描述、特征提取、数学形态学等基本原理和技术。为本领域的学习和研究奠定坚实的基础。

课程内容与学时分配（黑体五号）

第一章绪论（3学时）

阐述图像处理、图像分析、图像理解和计算机视觉的联系与差别，对本学科的研究热点和应用领域作综合介绍。

第二章色彩与图像（3学时）

色彩：色彩基础、色彩空间、色彩空间的转换

数字图像：图像概述、图像的捕获和显示、图像的抽样量化和存储

第三章空间域图像的增强（6学时）

点运算增强、直方图增强、彩色图像增强、空域过滤器

第四章频率域的图像增强（6学时）

频率域滤波、频率域平滑（低通）滤波器、频率域锐化（高通）滤波器

第五章图像恢复和重建（6学时）

图像退化/复原的过程模型、噪声模型、噪声存在下的空间滤波复原、不完全投影数据的图像重建

第六章小波分析在图像工程中的应用（6学时）

小波分析基础、小波分析在图像压缩和纹理分析中的应用

第七章图像分割（6学时）

图像分割概述、图像分割算法、阈值化分割技术、二值图像的处理

第八章图像代数－数学形态学（3学时）

基本几何定义、二值形态学的基本运算、二值形态学的实用算法

第九章目标的表达和描述（9学时）

概述和分类、边界表达和描述、区域表达和描述、关系描述、特征测量误差

第十章图像的纹理分析和全光谱图像分析实例（6学时）

二、教材与参考书（黑体五号）

教材图像处理和分析章毓晋清华大学出版社

《光电子学》马养武浙江大学出版社

参考书：王润生编著，《图像理解》国防科技大学出版社

章毓晋编著，图像工程下册《图像理解与计算机视觉》清华大学出版社

贾云得编著，《机器视觉》科学出版社

吴立德编著，《计算机视觉》复旦大学出版社

冈萨雷斯编著，《数字图像处理》第二版电子工业出版社

周长发编著，《精通visual c++ 图像编程》电子工业出版社

清源计算机工作室《MATLAB 高级应用－图像及影象处理》机械工业出版社

三、作业和考核方式（黑体五号）

考试60% 作业40%

电子信息学院研究生课程（2006年2月修订）

数字图像处理与分析实验作业(DOC)

数字图像处理与分析实验作业 作业说明：作业题目分为基本题和综合应用题。基本题主要是考察大家对教材涉及的一些基本图像处理技术的理解和实现。而综合应用题主要是考察大家综合利用图像处理的若干技术来解决实际问题的能力。 注：所有实验用图像均可从网上下载，文档中的图片只是示例。 作业要求： 编程工具：Matlab或者VC(可以使用OpenCV：https://www.wendangku.net/doc/9111124376.html,/）。因为很多基本的图象处理算法已经集成在很多的编程工具中，而编程训练中基本题的目的是让同学们加深对这些算法的理解，所以基本题要求同学们只能使用图像读取和显示相关的函数（例如Matlab的imread imshow，imwrite，OpenCV的cvCreateImage，cvLoadImage，cvShowImage），而不要直接调用相关的API（例如二维DFT，图象均衡等等），但在综合应用题中则无此限制。 上交的作业包括：实验报告和程序。其中实验报告要求写出算法分析（必要时请附上流程图），函数说明（给出主要函数的接口和参数说明），实验结果（附图）及讨论分析。提交的程序，一定要确保可以运行，最好能写个程序说明。 基本题一共有10道，可以从中任选2道题来完成。综合应用题有2道，可以从中任选1道来完成。 请各位同学务必独立完成，切忌抄袭！ 基本题 一、直方图变换 要求对原始Lena 图像实现以下三种取整函数的直方图均衡化： 线性函数： t k= int[(L -1) t k+ 0.5]； 对数函数： t k= int[( L-1)log(1+9t k) + 0.5] ； 指数函数： t k= int[(L -1)exp( t k-1) + 0.5] ； 要求给出： 1、原始图像和分别采用上述三种方式均衡化后的图像； 2、原始图像的直方图和上述三种方式对应均衡化后的直方图。

图像处理与分析实习内容

图像处理与分析 实习报告 学院：信息工程学院 专业：摄影测量与遥感 姓名：王新 学号： 120111267

第一部Matlab图像操作 （1）用Matlab的图像文件读取函数imread,熟练掌握对不同图像的格式进行读取。用Matlab的图像显示函数对不同的图像数据加以显示。掌握bmp/tiff/jpeg 三种常用图像文件格式，举例说明三种文件格式的适用场合。 步骤： 以tif格式图片的读取与显示为例： >>I1=imread(‘F:\MATLAB701\toolbox\images\imdemos\cameraman.tif’); %读取cameraman.tif >>imshow(I1); %显示cameraman.tif bmp和jpeg格式的图像的读取与显示类似。 三种文件格式的适用场合： 1）BMP：BMP文件格式是Windows环境中交换与图有关的数据的一种标准，因此在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式，但是不受Web 浏览器支持。 2）TIFF：TIFF图像文件是由Aldus和Microsoft公司为桌上出版系统研制开发的一种较为通用的图像文件格式，适用于在应用程序之间和计算机平台之间的交换文件，是文档图像和文档管理系统中的标准格式。它的出现使得图像数据交换变得简单。TIFF 可以被认为是印刷行业中受到支持最广的图形文件格式。TIFF 支持可选压缩，不适用于在 Web 浏览器中查看。 3）JPEG：JPEG是一种支持8位和24位色彩的压缩位图格式，适合在网络上传输，是非常流行的图形文件格式，是可以把文件压缩到最小的格式。JPEG格式的应用非常广泛，特别是在网络和光盘读物上，都能找到它的身影。目前各类浏览器均支持JPEG这种图像格式。JPEG不适用于所含颜色很少、具有大块颜色相近的区域或亮度差异十分明显的较简单的图片。 （2）图像变换。完成输入图像的平移、缩放、旋转的编码实现。若调用他人库函数，要求掌握各几何变换的实现算法过程。 1）平移 F=imread('p2.bmp'); se = translate(strel(1), [10 20]); %参数[10 20]可以修改，修改后平移距离对应改变 J = imdilate(F,se); figure; imshow(J,[]);title('右移后图形'); 2）缩放 I=imread('D:\MATLABSETUP\toolbox\images\imdemos\cameraman.tif'); J1=imresize(I,0.2);%缩放为0.2倍

智能视频分析系统

智能视频分析系统

目录 一、项目背景及建设目标 (3) 1.1 项目背景 (3) 1.2 技术优势 (4) 二、厂区智能视频分析整体设计方案 (5) 2.1传统对射系统与智能视频分析系统比较 (5) 2.2厂房周界入侵报警系统 (6) 2.2.1 周界入侵检测 (7) 2.2.2 周界警戒线警戒区预警 (7) 2.3厂房仓库物资看护 (8) 2.3.1 可疑人员接近仓库提醒 (8) 2.3.2 仓库物品看护 (8) 2.3.3 夜间停车场、厂区内部、附近可疑逗留检测 (9) 2.4夜间厂区办公楼内可疑人员检测 (9) 2.5生产车间危险区域或者夜间下班后人员检测 (10) 2.6系统拓扑结构 (10)

一、项目背景及建设目标 1.1 项目背景 慧视科技智能视频分析系统是以软件的形式实现智能视频分析功能，拥有自主的软件知识产权，可满足各行业的需要，也满足各厂家设备的接入，同时可以与各种监控平台进行二次对接。传统报警设备的误报多漏报多操作复杂不直观已经成为行业共识，且传统的视频监控系统数量庞大画面单一，工作人员很难从视频中发现问题，往往更多用于事后取证，智能图像分析通过图像中目标的识别和规则运用来进行预警，报警速度快且精确度高，可辅助工作人员从繁琐重复的工作中解放出来，真正体现科技为人服务的理念。 国内现有厂房的视频监控系统主要由摄像机、光缆、矩阵、硬盘录像机和电视墙等组成。由于视频监控图像数量大，内容枯燥，现有系统即使配备值班人员，在大多数情况下仍处于无人观看的状态下。当犯罪事件发生时，从硬盘录像机中调取录像回放、取证变成系统主要的价值之一。即使值班人员在岗，由于人的生理特点，不可能长时间有效观察多路图像，很可能造成遗漏可疑事件，对安全形式产生错误判断。 智能视频监控技术可以理解为用计算机来帮助值班人员"看"监控录像。现代计算机的高可靠性可以提供24小时不间断地保护。从根本上杜绝由于人员疲劳造成的遗漏问题。同时也可以防止出现监控人员内外勾结的可能性。 现有的智能视频分析技术还不能替代人，它仍然需要人来辨识报警的性质，进而决定处置方式。它的价值在于大大降低了监控人员的工作强度，使监控质量有了质的提升。和传统视频监控系统相比，智能视频分析可以及时发现、甚至阻止犯罪行为的发生。这对厂房等重要设备、贵重材料的意义是显而易见的。

图像分割和特征提取技术研究

毕业设计 图像分割和特征提取技术研究 摘要 图像分割是图像分析的第一步，是图像理解的重要组成部分，在有关图像处理的几乎所有领域具有广泛的应用。因此，图像分割一直受到高度重视，对其研究具有十分重要的意义。长期以来，研究人员提出了许多实用的分割算法。随着统计学理论，神经网络，小波理论等在图像分割中的应用日益广泛，遗传算法、尺度空间、非线性扩散方程等近期涌现的新方法和新思想也不断被用于解决分割问题，许多国内外学者也针对一些具体应用提出了许多实用有效的方法。 本文介绍了数字图像处理技术中图像分割技术的基本理论和三种图像分割方法(1)基于阈值图像分割；(2)基于边缘检测及算子分割；(3)基于区域特性的图像分割。对基于点的分割方法进行了较全面的叙述，主要研究了图像分割方法中的边缘检测法，区域提取法和阈值分割法。通过大量的理论研习。并编写了MATLAB软件程序，对各分割方法进行了仿真实验，得到分割图像。最后对于仿真进行了数据处理分析，验证了Canny算子的整体效果最好, Prewitt算子分割细致。但对于一幅图像仅仅只有只用一种方法达不到很好的效果，而根据待分割图象的不同特点，结合已知的先验知识，研究符合具体图象特性的分割模型，才是提高图象分割的重要手段。 关键词：图像分割；边缘法；区域法；阈值法；分水岭分割法

Lmage Segmentation And Feature Extraction Technology Research Abstract Image segmentation is the first step in image analysis, image segmentation is an important component of image understanding, in almost all areas of the image processing has widely application. As a result, image segmentation has been attached great importance to, its research has the very vital significance. For a long time,researchers put forward many practical segmentation algorithm. With statistics theory, the neural network, wavelet theory has been used increasingly in image segmentation, such as genetic algorithm, scale space, and nonlinear diffusion equation with the recent emergence of new methods and new ideas are constantly being used to solve the segmentation problem, many scholars at home and abroad for some specific application put forward many practical and effective method. Digital image processing techniques were introduced in This paper introduces the digital image processing technology of image segmentation technology in basic theory and three methods of image segmentation. (1) based on threshold image segmentation. (2) segmentation based on edge detection and operator; (3) the image segmentation based on region feature. On the segmentation method based on the point of narrative, mainly studies the edge of image segmentation method, region extraction method and threshold segmentation method. Through a lot of theory study. And write the MATLAB software, the segmentation method, the simulation experiment for image segmentation. Finally analyzed the data processing for simulation.Verify the Canny operator of the overall effect is best. Prewitt operator segmentation and detailed. But for an image only only one way to reach a good effect, and according to the different characteristics of for image segmentation, combined with the known prior knowledge, research in accordance with the specific image segmentation model, is an important means to improve the image segmentation. KEYWORDS：Segmentation；edge method；the regional method；threshold；watershed segmentation

常用图像去噪方法比较及其性能分析

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/9111124376.html, 常用图像去噪方法比较及其性能分析 作者：孟靖童王靖元 来源：《信息技术时代·下旬刊》2018年第02期 摘要：本文介绍了噪声的分类模型，之后又分别介绍了空间域去噪、傅里叶去噪算法以及小波去噪中的部分算法，并分别对相似算法进行了分析比较。同时为了更好的比较出各算法之间的去噪差别针对其中部分去噪算法进行了用matlab的实现，比较了去噪的效果。 关键词：数字图像；噪声；滤波 一、引言 随着当今社会数字化的普及，人们传递图像信息的方式已经从之前单纯的实物传递变为当今的数字图像的传递。然而由于各种原因会导致数字图像真实性减弱。针对这种问题，数字图像处理技术应运而生。数字图像处理技术的产生，不仅满足了人们的视觉，同时经过处理的图像还可以更好的应用于图像加密，图像识别等领域。 二、空间域去噪算法 （一）均值滤波去噪 通过计算某一滤波目标区域内的算数平均值来替代目标区域中心所对应的像素值的方法来达到去除噪声的目的。而加权均值滤波则是在原有均值滤波的基础上，通过对某些更趋进于真实像素的点进行加权的方法来达到更好的去噪效果，使最终区域中心像素更加趋近于真实像素。 利用均值滤波可以很好的去除由高斯噪声带来的对于图像的影响，然而对于由于椒盐噪声带来的对于图像的影响，均值滤波去除的效果并不很好。同时，由于均值滤波的算法是通过取目标范围内一小区域中点灰度值的平均值，来决定区域中心点灰度值的，所以不可避免的造成图像经过均值滤波后会导致图像部分原始真实细节被滤掉，造成视觉上细节不清楚的情况。并且所取范围越大，图像中细节部分越不清晰，图像越平滑。 （二）中值滤波去噪 通过求区域中心点及其周围点灰度值的中值，来代替该中心点的灰度值。因此利用中值去噪的方法可以较好的弥补均值滤波对于图像边缘不清晰处理的缺点。然而由于中值滤波对于所选滤波区域的选择要求较高，因此对于滤波区域大小形状的选择需要根据具体图像来确定。此外，与均值滤波相比，中值滤波对于椒盐噪声的处理比对于高斯噪声的处理更好。 （三）维纳滤波去噪

数字图像处理与分析习题及答案

第一章绪论 课后4. 1. 数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的4种。 ①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。 ②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图 像的可观察性。 ③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。 ④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进 行分析。 ⑤图像识别与理解：通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望 获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。 2. 什么是图像识别与理解？ 图像识别与理解是指通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。比如要从一幅照片上确定是否包含某个犯罪分子的人脸信息，就需要先将照片上的人脸检测出来，进而将检测出来的人脸区域进行分析，确定其是否是该犯罪分子。 3. 简述图像几何变换与图像变换的区别。 ①图像的几何变换：改变图像的大小或形状。比如图像的平移、旋转、放大、缩小等， 这些方法在图像配准中使用较多。 ②图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进 行分析。比如傅里叶变换、小波变换等。

4.一个数字图像处理系统由哪几个模块组成？ 答：一个基本的数字图像处理系统由图像输入、图像存储、图像输出、图像通信、图像处理和分析5个模块组成 5.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。 6.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。 7.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。 8.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。 Microsoft 公司的 VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，用它开发出来的 Win 32 程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。VC++所提供的 Microsoft 基础类库 MFC 对大部分与用户设计有关的 Win 32 应用程序接口 API 进行了封装，提高了代码的可重用性，大大缩短了应用程序开发周期，降低了开发成本。由于图像格式多且复杂，为了减轻程序员将主要精力放在特定问题的图像处理算法上，VC++ 6.0 提供的动态链接库ImageLoad.dll 支持B MP、JPG、TIF 等常用6种格式的读写功能。 MATLAB 的图像处理工具箱 MATLAB 是由 MathWorks 公司推出的用于数值计算的有

智能视频行为分析平台建设方案

基于智能视频分析的监控平台建设方案 随着国家经济的提高，城市和城市化进程在不断的发展，各种社会矛盾和暴力事件逐渐增多，政府和相关部分对加强城市各地联网型监控系统越来越重视，当前城市和小区监控系统建设使用监控录像存储，事件发生后调取查阅的方式，这种方式在一定程度上满足了社会的需求，但是无法避免事态趋于恶化，在此背景下，具有智能视频行为分析的监控平台建设就显得尤为重要。 智能视频技术让安全警卫部门能通过摄像机实时自动“发现警情”并主动“分析”视野中的监视目标，同时判断出这些被监视目标的行为是否存在安全威胁，对已经出现或将要出现的安全威胁，及时向安全防卫人员通过文字信息、声音、快照等发出警报，极大地避免工作人员因倦怠、脱岗等因素造成情况误报和不报，切实提高监控区域的安全防范能力。 现有各大监控系统厂商和信息化科技公司都研发出大量的智能视频分析软件，可以分为两大类，基于嵌入式DSP 智能分析系统和基于计算机末端处理的智能分析系统。 一．基于嵌入式DSP的处理优点

1、DSP方式可以使得视觉分析技术采用分布式的架构方式。在此方式下，视觉分析单元一般位于视觉采集设备附近（摄像机或编码器），这样，可以有选择的设置系统，让系统只有当报警发生的时候才传输视觉到控制中心或存储中心，相对于计算机末端处理方式，大大节省的网络负担及存储空间。 2、DSP方式下视觉分析单元一般位于视觉采集设备附近（摄像机或编码器），此方式可以使得视觉分析单元直接对原始或最接近原始的图象进行分析，而后端计算机方式，计算机器得到的图象经过网络编码传输后已经丢失了部分信息，因此精确度难免下降。 3、视觉分析是复杂的过程，需要占用大量的系统计算资源，因此计算机方式可以同时进行分析的视觉路数非常有限，而DSP方式没有此限制。 二．在对比上述两种处理模式的优缺点基础上，提出基于DSP嵌入式处理和末端计算机处理两种系统结构.

电影特殊效果分析(图像处理技术)

《图像处理设计》大作业 题目：选题二：《X战警-第一战》分析短评专业：数字媒体技术 姓名：王潇 学号：0305110228

一、引言 随着时代的发展，人们对于文化生活要求变高。电影作为一种艺术表现形式，也经受着人们的考验。过去的技术已经不能给我们带来让我们满意的视觉效果，尖端的电影技术正在发展。从电影这个音画艺术诞生开始，影视创作人员一直在积极的寻求新鲜的元素，是电影传达更多的思想和情感，或是呈现给观众不同寻常的或是匪夷所思的画面，从而给观众留下深刻的印象收到最震撼的效果。从历史上第一个特效镜头出现在大屏幕的一瞬间就注定了它今后在电影界的举足轻重的地位。 说起影视视觉特效的发展，不得不惊叹其惊人的成长速度，然而回顾历史不得不承认这也是在情理之中。当第一台电子计算机在宾夕法尼亚大学中诞生以来，计算机这一强有力的工具就像一只催化剂迅速的提升了各行各业的发展。 在20世纪八九十年代，计算机图形学CG技术的发展进入应用与普及阶段，计算机生成图像CGI技术和三维动画，数字合成技术等相关技术的飞速进步，使得呈现在观众眼前的视觉效果越来越震撼，可谓视觉盛宴。与此同时美国好莱坞商业电影在迅猛地崛起，众多好莱坞大片为了取得绝佳的影片视觉效果以及良好的票房收入，不惜在影片特效部分投入巨资，更有甚者，影片本身就是一部特效电影。所有的这些都极大的促进了影视视觉特效的发展与进步。 电影发展到今天，影视特效已经成为一部电影不可或缺的一部分，从经济角度来看，他更环保，更节约，成本更低。例如，某些影片中的场景更不不可能依靠现实的布景来实现，就算可以实现也劳民伤财，耗资巨大，这时候CGI技术就现实出其强大的优势；某些电视剧的制作，因为成本的限制，不可能到将剧组四处迁徙完成拍摄，这时候，就可借助绿屏或蓝屏以及跟踪的技术，在摄影棚中完成前景的拍摄，然后利用数字合成技术，将其与背景实拍素材合成的天衣无缝即可达到以假乱真的效果。而这种拍摄手段在现在的影视制作中被广泛的使用。 现代使用电子计算机进行特殊处理使影片出现特殊效果的方法有很多，其技术集中在建模与渲染和特效与合成方面。经过了大学对计算机图形学和图像处理技术的学习，我在这方面也有了一些自己的理解。下面让我以2011年上映的《X战警：第一战》（X-men:First Class）为具体实例，阐述我个人的理解与分析。 具体完整动态视觉效果请看附录视频。附录视频内含镜头一至镜头五，并整合了相关技术应用。 关键词：数字图像技术计算机图形学图像处理与分析影视特效X战警

视频分析技术的原理

视频分析技术的原理 视频分析技术通常采用背景分离（背景减除）技术来进行图像变化的检测（所有的视频分析模式，如入侵、丢包、逆行等都是一种模式的图像变化）。其思路是对视频帧与基准背景图像进行比较，相同位置的像素（区域）变化则认为是变化了的区域，对这些区域进一步处理、跟踪、识别，得到包括目标位置、尺寸、形状、速度、停留时间等基本形态信息和动态信息，完成目标的跟踪和行为理解之后，也就完成了图像与图像描述之间的映射关系，从而使系统进一步进行规则判定，直到触发报警。 背景减除法是目前普遍使用的运动目标检测方法，其算法本身需要大量的运算处理资源，并且仍然会受到光线、天气等自然条件及背景自身变化（海浪、云影、树叶摇动等情况）的影响。但是，针对不同的天气以及自然干扰，已经有多种附加算法（过滤器）应用来弥补这些缺陷，随着芯片能力的提升及算法改进，相信视频分析技术会进一步成熟。 视频内容分析的关键技术 前景目标的探测是视频分析技术实施的前提条件。背景减除法是目前视频分析技术中用于前景目标探测的最常见方法，其原理是利用当前图象和背景图象的差分（SAD）来检测出运动目标（区域）的一种方法。此方法可以提供比较完整的运动目标特征数据，精确度和灵敏度比较高，具有良好的性能表现，但对动态场景的变化，如光线变化情况也比较敏感。背景减除法的工作原理如图2所示，当前图像与背景图像模型做差后形成运动目标区域，即图中的小船。 动目标区域，即图中的小船。 背景模型的建立是背景减除法的关键所在。通常，视频分析算法需要一定的时间进行“背景学习”，所谓背景学习，实质上是利用时间平均图像的方法，将背景在一个时间段（如30秒钟）内的平均图像计算出来，作为该场景的背景模型。那么，“背景学习”时间结束后，系统仍然需要具有“背景维护”的能力，之前建模的背景并不是一成不变的，这样能保证系统对场景内的图像变化不那么敏感，如光线变化、影子等等，因此，开发出实用、有效的背景模型以适应动态、复杂的场景是目标探测及视频分析技术的关键。 视频分析的工作流程 视频分析实质是人工智能的一部分，是通过模仿人类的工作过程来实现的。人类通过眼睛这个“传感器”实现视频的采集、预处理、处理然后将真实图像传送给大脑，大脑并不是对所有传送过来的图像进行整体的分析处理，而是采用多

图像目标提取及特征计算

摘要 对图像进行研究和应用时，人们往往对图像中的某些部分感兴趣，这些部分常被称为目标或对象 目标或对象特征提取是计算机视觉和图像处理中的一个概念。它指的是使用计算机提取图像信息，决定每个图像的点是否属于一个图像特征。特征提取的结果是把图像上的点分为不同的子集，这些子集往往属于孤立的点、连续的曲线或者连续的区域。 本课设需要解决的问题是，利用阈值分割方法,对该图像进行分割,得到提取那个目标后的二值图像，计算该目标的面积、周长、中心坐标等三个参数。阈值分割采用的是全局阈值分割方法,而面积、周长的计算则是先通过将图像转换成二值图像，在通过计算二值图像像素点的方式求取。 关键词：阈值分割,边缘检测，像素点

１绪论 目标的特征提取是图像处理和自动目标识别（ＡTR)中的一个重要的研究课题,是解决图像识别问题的难点和关键。 特征提取是图象处理中的一个初级运算，也就是说它是对一个图像进行的第一个运算处理。它检查每个像素来确定该像素是否代表一个特征。假如它是一个更大的算法的一部分，那么这个算法一般只检查图像的特征区域。作为特征提取的一个前提运算,输入图像一般通过高斯模糊核在尺度空间中被平滑。此后通过局部导数运算来计算图像的一个或多个特征。 有时,假如特征提取需要许多的计算时间，而可以使用的时间有限制,一个高层次算法可以用来控制特征提取阶层,这样仅图像的部分被用来寻找特征。 由于许多计算机图像算法使用特征提取作为其初级计算步骤,因此有大量特征提取算法被发展,其提取的特征各种各样，它们的计算复杂性和可重复性也非常不同。 2 设计原理 2.1 常用的特征提取的方法 提取图像空间关系特征可以有两种方法：一种方法是首先对图像进行自动分割,划分出图像中所包含的对象或颜色区域,然后根据这些区域提取图像特征，并建立索引；另一种方法则简单地将图像均匀地划分为若干规则子块,然后对每个图像子块提取特征,并建立索引。 本课程设计是采用的第一种方法,即先对该图像进行分割，得到提取那个目标后的二值图像，计算该目标的面积、周长、中心坐标等三个参数。阈值分割采用的是全局阈值分割方法,而面积、周长的计算则是先通过将图像转换成二值图像,在通过计算二值图像像素点的方式求取。其中计算周长时，先需要对二值图像进行边缘检测,然后再统计其像素点。 ２.2 阈值分割原理 图像阈值化分割是一种最常用,同时也是最简单的图像分割方法,它特别适用于目标和背景占据不同灰度级范围的图像［1］。它不仅可以极大的压缩数据量，而且也大大简化了分析和处理步骤,因此在很多情况下，是进行图像分析、特征

计算机图形学与图形图像处理技术分析

计算机图形学与图形图像处理技术分析 计算机技术的普及与发展带动了全社会的进步，现代社会活动中几乎所有领域都在使用计算机技术，该技术为企业节约了大量的生产成本，提高了工作效率，改变了人们的生活方式。计算机图形学和图形图像技术在人们工作中的使用日益频繁，凸显了现代科学应用领域对该技术研究的重要性，本文就计算机图形学与图形图像处理技术从定义、区别和联系以及具体应用几方面展开论述，期望该技术能够为人们的工作和生活提供更大便利。 标签：计算机图形学；图形图像处理；技术 1概述 1.1概念 计算机图像处理是指利用计算机技术，来对图像进行一定的加工和分析，以获取最终的目标图像及结果。 目前该项处理技术在应用中，主要经过两个基本过程。第一，转化要研究的图像，把它变成通过计算机能够清晰辨别的数据，这样把图像存放在计算机中；第二，在将电脑中的图像做出相关处理与转化时，将采用不同形式的计算方法进行处理。 1.2图像的分类 根据图像能否在计算机上处理，将图像的种类进行了以下归类： 第一类，数字化图像。由于科技的迅猛发展，图像已经逐渐走向数字化。同时，数字化图像具有与生俱来的优势，例如处理方法便捷、精准度高等，满足了现代化国家的需求。 第二类，模拟图像。在现代生活中，模拟图像到处可以看到，比如胶片照相机相片、光学图像等，这些都是模拟图像。模拟图像一般在输出时较方便快捷，但是也有不是很灵活、精密度不够的缺陷。 2计算机图形与图像技术的区别与联系 计算机图形处理技术与图像处理技术是两种技术，两种技术密不可分，两者的有机融合才能将图像和图像处理更加符合客户需求，两者的转换和联系如图1所示，但两者也有若干区别： （1）理论基础不同。计算机图形学的理论基础是计算几何、分型、透视、变换、仿射理论、分形理论等，而计算机图像处理技术的理论基础是统计学、模

视频监控图像分析技术的背景和重要性

视频监控图像分析技术的背景和重要性 改革开放以来，随着利益主体日益多元、利益诉求日益多样、社会心态日益复杂，少数群众维权意识强烈而法制观念淡薄，动辄采取过激行为，造成了严重的社会后果。受国际金融危机和全球性经济衰退影响，刑事犯罪总量仍在高位运行，新型犯罪不断增多，犯罪的智能化、暴力化、组织化特征更加突出，国家安全形势更加严峻复杂。全国发案率呈逐年上升趋势，仅2012年全国发案866.3万起。 针对我国安全形势面临的挑战，近年来公安部开展了“科技强警示范性城市建设”和“十一五”重点项目“城市视频监控与报警示范工程”的科技专项研究，希望通过技术攻关和集成，整合社会视频监控与报警资源，提高社会治安的综合防控能力。 公安部为此先后投入近3000亿在660个大中城市建成了覆盖广泛的城市视频监控网络，这些已建成的视频监控系统在公安的刑侦业务中得到了广泛的应用。视频图像侦查技术已成为新的破案增长点，视频图像业务已成为公安行业发展最快的业务。 近年来，全国公安机关利用刑事科学技术侦破案件数量年均增长13.9%，部分地方利用包含视频图像分析侦查技术在内的信息化手段破案已占破案总数的30%甚至40%以上。视频侦查技术已成为继刑事技术、行动技术、网侦技术之后的侦查破案的第四大技术支撑。公安部领导多次指出：“视频侦查学是公安信息化的关键和重点，是有效提升刑侦工作的突破点。” 视频图像具有极大的信息量，它同时具有空间分辨和时间分辨的能力，但真正把这些信息提取和挖掘出来是复杂和困难的。监控视频分析技术是指通过对视频画面的监控判断和检测分析，过滤掉视频画面中无用的或干扰的信息，抽取视频源中关键的有用信息，从而为刑侦工作的顺利推进提供直观且有价

数字图像处理与分析习题及答案

1.数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的4种。 ①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。 ②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图 像的可观察性。 ③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。 ④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进 行分析。 ⑤图像识别与理解：通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望 获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。 2.什么是图像识别与理解？ 图像识别与理解是指通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望 获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。比如要从一幅照片上 确定是否包含某个犯罪分子的人脸信息，就需要先将照片上的人脸检测出来，进而将检测出 来的人脸区域进行分析，确定其是否是该犯罪分子。 3.简述图像几何变换与图像变换的区别。 ①图像的几何变换：改变图像的大小或形状。比如图像的平移、旋转、放大、缩小等， 这些方法在图像配准中使用较多。 ②图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进 行分析。比如傅里叶变换、小波变换等。 4.一个数字图像处理系统由哪几个模块组成？ 答：一个基本的数字图像处理系统由图像输入、图像存储、图像输出、图像通信、图像处理 和分析5个模块组成 5.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。

图像识别技术和图像处理技术

摘要 本文对图形图像处理系统的发展现状和所采用的主要技术进行了详细分析，确定了相应的结构和主要功能，以及实际开发中所采取的技术。系统在Windows XP平台下实现，本课题是采用Visual C++作为编程工具，采用面向对象的程序设计技术实现一个图形绘制和图像处理的应用软件。主要工作分为三类，包括基本图形绘制与编辑、简单的图像处理、图像格式的转换。图形方面主要是设计图形基类，以及继承图形基类的具体图形类。通过对独立功能的封装，可以为今后需要的图形图像的应用奠定基础。系统的优点有：充分体现了面向对象的设计思想，充分运用了C++的特性，比如封装、多态、继承。程序结构清晰，可读性好，程序中做了充分的注释。图形绘制部分避免了传统的switch case的繁琐结构。容易扩充和移植。 最后，对系统进行测试表明，系统功能达到了预期的要求，界面友好，操作简便，运行也较稳定，是一个完成基本功能的图形图像系统。 总体上，本文介绍了系统开发设计的全过程和设计过程中部分代码，也对系统测试的过程进行简单描述，同时对系统中采用的关键技术也作了一些必要的说明，对图像变换的基本原理，图像处理的基本原理和各种图像格式做了详细的阐述。 关键词：图形；图像；多态；继承

Abstract This article has carried on the detailed analysis about graph image processing system development and using of the key technology，identify the corresponding structure and central function, as well as the system adopts technology in the actual development. The system realizes under the Windows XP platform, the topic use Visual C++ as a programming tool, use object-oriented programming techniques to achieve a graphic and image processing software. Major work is divided into three categories, basic drawing and editing graphics, simple image processing, and image format conversion. The graph aspect is designs the graph base class , as well as inherits the graph bas e class’s specific graph class. Through independent function's encapsulation, for the future’s needs of the graphic images lays the foundation. The system merit has: the object-oriented design’s thought application of the c++ properties, for example encapsulation, pol ymorphism, and inheritance. Program’s structure is clear, good readability, codes has the full annotation in the program. The graph plan’s part has avoided complicated structure of the traditional switch case. Easy expansion and transplantation. Finally, system’s testing shows, s ystem’s functions achieve the expected demand, friendly interface, and the operation is simple, also a much stable operation, it has basic functions of the graphic image system. As a whole, this paper describes the system design process and part of the process of designing code, also carries on the simple description to the system test process, meanwhile it made some necessary explanations about key technology in the system, it made the detailed description to image transform of the basic

《数字图像处理》习题参考答案与解析

《数字图像处理》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 1

1.5 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。 Microsoft 公司的 VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，用它开 发出来的 Win 32 程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。VC++所提供的 Microsoft 基础类库 MFC 对大部分与用户设计有关的 Win 32 应用程序接口 API 进行了封装，提高 了代码的可重用性，大大缩短了应用程序开发周期，降低了开发成本。由于图像格式多且 复杂，为了减轻程序员将主要精力放在特定问题的图像处理算法上，VC++ 6.0 提供的动 态链接库 ImageLoad.dll 支持BMP、JPG、TIF 等常用6 种格式的读写功能。 MATLAB 的图像处理工具箱MATLAB 是由MathWorks 公司推出的用于数值计算的有力工具，是一种第四代计算机语言，它具有相当强大的矩阵运算和操作功能，力求使人们摆脱繁 杂的程序代码。MATLAB 图像处理工具箱提供了丰富的图像处理函数，灵活运用这些函数可 以完成大部分图像处理工作，从而大大节省编写低层算法代码的时间，避免程序设计中的重 复劳动。MATLAB 图像处理工具箱涵盖了在工程实践中经常遇到的图像处理手段和算法，如 图形句柄、图像的表示、图像变换、二维滤波器、图像增强、四叉树分解域边缘检测、二值 图像处理、小波分析、分形几何、图形用户界面等。但是，MATLAB 也存在不足之处限制了 其在图像处理软件中实际应用。首先，强大的功能只能在安装有MA TLAB 系统的机器上使用 图像处理工具箱中的函数或自编的 m 文件来实现。其次，MATLAB 使用行解释方式执行代码，执行速度很慢。第三，MATLAB 擅长矩阵运算，但对于循环处理和图形界面的处理不及C++ 等语言。为此，通应用程序接口API 和编译器与其他高级语言（如C、 C++、Java 等）混 合编程将会发挥各种程序设计语言之长协同完成图像处理任务。API 支持 MA TLAB 与外部数 据与程序的交互。编译器产生独立于MATLAB 环境的程序，从而使其他语言的应用程序使用MATLAB。 1.6 常见的数字图像应用软件有哪些？各有什么特点？答：图像应用软件是可直接供 用户使用的商品化软件。用户从使用功能出发，只要了解 软件的操作方法就可以完成图像处理的任务。对大部分用户来说，商品化的图像应用软件无 需用户进行编程，操作方便，功能齐全，已经能满足一般需求，因而得到广泛应用。常用图 像处理应用软件有以下几种： 1．PHOTOSHOP：当今世界上一流的图像设计与制作工具，其优越性能令其产品望尘莫及。PHOTOSHOP 已成为出版界中图像处理的专业标准。高版本的 PHOTOSHOP 支持多达 20 多种图像格式和 TWAIN 接口，接受一般扫描仪、数码相机等图像输入设备采集的图像。PHOTOSHOP 支持多图层的工作方式，只是 PHOTOSHOP 的最大特色。使用图层功能可以很 方便地编辑和修改图像，使平面设计充满创意。利用 PHOTOSHOP 还可以方便地对图像进 行各种平面处理、绘制简单的几何图形、对文字进行艺术加工、进行图像格式和颜色模式 的转换、改变图像的尺寸和分辨率、制作网页图像等。 2．CorelDRAW：一种基于矢量绘图、功能强大的图形图像制作与设计软件。位图式图像是 由象素组成的，与其相对，矢量式图像以几何、色彩参数描述图像，其内容以线条和色块为主。可见，采用不同的技术手段可以满足用户的设计要求。位图式图像善于表现连续、丰富 色调的自然景物，数据量较大；而矢量式图像强于表现线条、色块的图案，数据量较小。 合理的利用两种不同类型的图像表现方式，往往会收到意想不到的艺术效果。CorelDraw是