第一讲概述
1、什么是图像？
学科定义：给定条件下被摄目标电磁波性质（反射、辐射、透射）的一种表现形式。
广义上：图像是对所表示物体的信息描述。
决定图像质量的三因素：
被摄目标性质
成像条件（系统、光照、畸变）
干扰因素（大气、传输）
2、图像分类
二值图像：图像中只能取值为0或1
灰度图像:单色图像，只包含亮度信息。
彩色图像：3波段单色图像，每波段代表不同颜色，通常为红色、绿色、蓝色。
3、数字图像（DigitalImage）
适合于计算机处理的、以离散（数字）形式表示的图像。
本质上，它是由图像经采样和量化后形成的二维离散函数。
获取方式：直接获取（数字成像）和间接获取（数字化）。
4、图像技术
广义上是指各种与图像有关技术的总称。
按系统工程观点，把图像技术描述为一个金字塔式的“处理锥”，即以优化算法及并行处理为锥底，然后上升到特征提取和识别，最后以知识为引导，经过推理和理解达到锥顶，形成高层次智能化图像处理系统。
研究的内容可分为三个层次，即：图像处理、图像分析和图像理解。
图像技术之图像处理（DigitalImageProcessing）
利用计算机把原始图像（或图像信息）处理成期望图像（或图像信息）的过程。
图像处理是对图像进行分析、加工、和处理，使其满足视觉、心理以及其他要求的技术。图像处理是信号处理在图像域上的一个应用。
传统的一维信号处理的方法和概念很多仍然可以直接应用在图像处理上，比如降噪、量化等。然而，图像属于二维信号，和一维信号相比，它有自己特殊的一面，处理的方式和角度也有所不同。着重考虑图像之间的变换，主要是对图像信息进行加工得到满足人的视觉心理或应用需求行为的图像，为自动识别和理解打下基础。是一个从图像到图像的过程。
图像技术之图像分析
图像分析要求对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得它们的客观信息，从而帮助我们建立对图像的描述。比如从图像上提取目标的边缘和轮廓信息，并进行细化、连接和矢量跟踪以表达和测量目标。
是一个从图像到数据的过程。数据可以是对目标特征测量的结果，或是基于测量的符号表示，它们描述了图像中目标的某些特点和性质。
图像分析和图像处理关系密切，两者有一定程度的交叉，但是又有所不同。图像处理侧重于信号处理方面的研究，比如图像对比度的调节、图像编码、去噪以及各种滤波的研究。
图像分析更侧重点在于研究图像的内容，包括但不局限于使用图像处理的各种技术，它更倾向于对图像内容的分析、解释、和识别。
图像技术之图像理解
图像理解：以图像为对象，知识为核心，研究图像中有什么目标、目标之间的相互关系、图像是什么场景以及如何应用场景的一门技术。
是在图像分析的基础上，进一步研究图像中的目标及其相互之间的联系并做出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释，从而可以指导和规划行动。
图像理解属于数字图像处理的研究内容之一，属于高层操作。图像理解所操作的对象是从描述中抽象出来的符号，其处理过程和方法与人类的思维推理有许多相似之处。
包括图像匹配、图像解释与知识推理等。
5、数字图像处理目的
改善图像质量
增强图像定位精度
提高信息传输效率
减少图像信息存贮容量
建立图像信息库
数字图像处理的内容在不断充实和变化,相对成熟和稳定内容如下：1.图像增强（ImageEnhancement）
为便于目视判读或计算机分析，从图像信息中增强其有用成分的技术。如：对比度拉伸、彩色校正、噪声抑制等。
特点：把弱信号或者不突出的信号变成强信号或者突出的信号。
但是：①并非从无到有，而是从弱到强；
②增强会造成部分信息的损失。
2、图像复原(ImageRestoration)
从图像信息中消除因干扰因素而导致的图像退化。
典型的退化如：成像系统的不稳定、变焦模糊、运动模糊效应、大气散射效应、云层遮挡等。这些干扰因素的对图像的影响主要表现为：
①灰度值误差；
②像点空间位移。
3、几何处理(GeometricOperation)
校正图像的几何误差，或改变其投影性质，使其规化到给定的数学基础。
目的：改善图像信息的量测性能。
几何处理是视觉检测技术的基本内容。
4、图像压缩与编码(ImageCompressionandCoding)
在一定准则下，通过降低图像数据内部的冗余度并建立新的数学表达来减少图像数据量。
因此，压缩与编码密不可分。目的：
①提高存储和传输效率；
②获得保密性。
5、图像重建(ImageReconstruction)
由物体横剖面的一组投影数据，经过解析运算而生成该剖面的技术。
源于无创伤（破坏）性内部检测。
如：CT（ComputerizedTomography），三维地形仿真技术……
特点：数据→图像
6、图像分割(ImageSegmentation)
从图像中提取或区分与目标相对应的不同的感兴趣区域。
如：各种图像分类方法，以及点、边缘、区域提取技术。
为目标识别提供底层支持。
7、图像描述(ImageDescription)
或称“目标描述”。
把图像分割得到的实体（要素）用数据、公式、符号予以表达。一是表达分割结果，二是为图像理解和识别作最后的数据准备。
8、图像匹配(ImageMatching)
将同一目标（区域）在不同状态下获得的图像在空间位置上对准。
不同状态系指：不同时相、不同传感器……
典型应用：巡航导弹末制导、立体视觉
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