《影像电子学基础》的教学课件

《影像电子学基础》教学课件欢迎来到《影像电子学基础》课程课程简介课程目标课程内容帮助学生理解影像电子学的核心知识和应用涵盖光电传感器、图像采集、图像处理、图像识别等内容学习目标掌握影像电子学的基本熟悉图像采集和处理流概念程了解影像电子学的定义、发展历掌握图像采集系统的组成和工作程和应用场景原理，以及常见的图像处理算法了解影像电子技术的发展趋势关注未来影像电子技术的发展方向，如智能成像、量子成像等影像电子学的发展历程世纪初，光电效应的发现奠定了影像电子学的世纪年代，数字图像处理技术开始兴起，标192070基础志着影像电子学进入一个新的阶段1234世纪初，电子管和晶体管的出现，推动了影像世纪，数字影像技术得到广泛应用，并不断向2021电子技术的快速发展智能化、高分辨率、三维化发展光电传感器的工作原理光电转换1光电传感器将光信号转换为电信号光电效应2光电效应是光电传感器的基本原理光子3光子是光的最小单位，携带能量光电探测器的分类和特性光电二极管光电倍增管具有快速响应速度，适用于光强灵敏度高，可检测微弱光信号测量传感器传感器CCD CMOS适用于图像采集，具有高灵敏度功耗低，集成度高，适用于移动和低噪声特性设备成像图像采集系统的结构光学系统负责收集光信号，并将其聚焦到图像传感器上图像传感器将光信号转换为电信号，并进行数字化处理信号处理电路对图像信号进行放大、滤波、压缩等处理图像存储和传输将处理后的图像数据存储或传输到其他设备图像传感器的类型和性能指标分辨率灵敏度图像传感器能分辨的像素数量图像传感器对光信号的响应能力噪声动态范围图像传感器产生的随机信号图像传感器能够分辨的最大光强变化范围数字图像的采样和量化采样量化将连续的图像信号转换成离散的像素值将离散的像素值转换成有限的数字值图像存储和传输技术压缩编码1减少图像数据量，提高存储和传输效率存储设备2包括硬盘、固态硬盘、云存储等传输网络3包括互联网、无线网络、局域网等图像数字化处理基础12图像增强图像分割提高图像的清晰度或对比度将图像分成不同的区域34图像压缩图像识别减少图像数据量，便于存储和传输识别图像中的目标或特征图像增强技术图像分割算法阈值分割边缘检测区域生长根据像素值的大小进行分割识别图像中的边缘信息进行分割从种子像素开始，将相似的像素合并到一起图像压缩编码技术无损压缩有损压缩不损失图像信息，例如运行长度编码损失部分图像信息，例如压缩RLE JPEG图像识别和理解特征提取1提取图像中的关键特征信息模式分类2将提取的特征信息与已知的模式进行匹配目标识别3识别图像中的目标，例如人脸识别影像系统的主要应用领域遥感影像医学影像用于地球资源勘探、环境监测等用于疾病诊断、治疗和手术等工业检测安防监控用于产品质量检测、生产流程监用于公共安全、交通管理等控等遥感影像技术获取地表信息，用于资源勘探、环境监测等1应用领域包括农业、林业、水利、地质、气象等2随着技术发展，遥感影像技术越来越精准高效3医学影像技术射线成像扫描X CT用于骨骼和器官的诊断生成人体内部的断层图像扫描MRI利用磁场和无线电波生成人体内部的图像工业检测影像技术产品质量检测例如缺陷检测、尺寸测量等生产流程监控例如机器人视觉、自动导航等安全生产管理例如人员安全、设备安全等安防监控影像技术视频监控人脸识别实时监控环境，提高安全防范能力用于身份验证、人员追踪等生活娱乐影像技术手机摄影视频直播12记录生活点滴，分享美好瞬间实时分享生活体验，与观众互动虚拟现实3沉浸式体验，拓展娱乐方式影像电子技术的发展趋势12智能成像量子成像利用人工智能技术进行图像分析和识利用量子特性提高成像质量和分辨率别3生物仿生成像模仿生物感知系统，开发新型成像技术隔行扫描技术工作原理优点将视频信号分成奇数行和偶数行，交替扫描降低带宽需求，提高传输效率高清晰度成像技术三维成像技术立体视觉1利用双目视觉原理，生成图像3D结构光扫描2利用投影仪和相机获取物体表面信息飞行时间法3通过测量光线飞行时间，获取物体距离信息超高分辨率成像技术超分辨率显微镜高灵敏度传感器突破衍射极限，实现纳米级分辨率成像提高弱光信号的检测能力，实现高分辨率成像智能成像技术图像识别1识别图像中的目标和特征深度学习2训练模型，提高图像识别精度场景理解3理解图像中的场景信息，进行决策和控制量子成像技术量子成像量子纠缠利用量子特性，实现更高分辨率、利用量子纠缠态，提高成像信息更低噪声的成像量量子测量利用量子测量技术，提高成像精度生物仿生成像技术模仿动物的视觉系统，开发新型成像技术1例如，模仿昆虫的复眼，实现宽视场成像2模仿鸟类的视网膜，实现高灵敏度成像3结语与总结课程回顾未来展望本课程涵盖了影像电子学的基础知识和应用影像电子技术将继续发展，为人类社会带来更多益处思考题与讨论思考题讨论影像电子学将如何改变未来的生活？分享你对影像电子学发展的看法和想法。