冯光财

Associate Professor

副教授 、研究生导师 、博士生导师

单位:地球科学与信息物理学院

入职时间:2008年09月10日

曾获荣誉:升华育英计划

学位:博士学位

专业:测绘科学与技术

毕业院校:香港理工大学

电子邮件:

办公地点:校本部物理楼601

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数字图像处理

课程介绍:

       数字图像处理最早出现于20世纪50年代,当时的电子计算机已经发展到一定水平,人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量,它以人为对象,以改善人的视觉效果为目的。图像处理中,输入的是质量低的图像,输出的是改善质量后的图像,常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室(JPL)。他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术,如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理,并考虑了太阳位置和月球环境的影响,由计算机成功地绘制出月球表面地图,获得了巨大的成功。随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理,以致获得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图,获得了非凡的成果,为人类登月创举奠定了坚实的基础,也推动了数字图像处理这门学科的诞生。在以后的宇航空间技术,如对火星、土星等星球的探测研究中,数字图像处理技术都发挥了巨大的作用。数字图像处理取得的另一个巨大成就是在医学上获得的成果。

       1972年英国EMI公司工程师Housfield发明了用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影装置,也就是我们通常所说的CT(Computer Tomograph)。CT的基该方法是根据人的头部截面的投影,经计算机处理来重建截面图像,称为图像重建。1975年EMI公司又成功研制出全身用的CT装置,获得了人体各个部位鲜明清晰的断层图像。1979年,这项无损伤诊断技术获得了诺贝尔奖,说明它对人类作出了划时代的贡献。与此同时,图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就,属于这些领域的有航空航天、生物医学工程、工业检测、机器人视觉、公安司法、军事制导、文化艺术等,使图像处理成为一门引人注目、前景远大的新型学科。随着图像处理技术的深入发展,从70年代中期开始,随着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发展,数字图像处理向更高、更深层次发展。人们已开始研究如何用计算机系统解释图像,实现类似人类视觉系统理解外部世界,这被称为图像理解或计算机视觉。很多国家,特别是发达国家投入更多的人力、物力到这项研究,取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是70年代末MIT的Marr提出的视觉计算理论,这个理论成为计算机视觉领域其后十多年的主导思想。图像理解虽然在理论方法研究上已取得不小的进展,但它本身是一个比较难的研究领域,存在不少困难,因人类本身对自己的视觉过程还了解甚少,因此计算机视觉是一个有待人们进一步探索的新领域。

       数字图像处理在国民经济的许多领域已经得到广泛的应用。农林部门通过遥感图像了解植物生长情况,进行估产,监视病虫害发展及治理。水利部门通过遥感图像分析,获取水害灾情的变化。气象部门用以分析气象云图,提高预报的准确程度。国防及测绘部门,使用航测或卫星获得地域地貌及地面设施等资料。机械部门可以使用图像处理技术,自动进行金相图分析识别。医疗部门采用各种数字图像技术对各种疾病进行自动诊断。数字图像处理在通信领域有特殊的用途及应用前景。传真通信、可视电话、会议电视、多媒体通信,以及宽带综合业务数字网和高清晰度电视都采用了数字图像处理技术。图像处理技术的应用与推广,使得为机器人配备视觉的科学预想转为现实。计算机视觉或机器视觉迅速发展。计算机视觉实际上就是图像处理加图像识别,要求采用十分复杂的处理技术,需要设计高速的专用硬件。具体到测绘科学与技术学科,数字图像处理已经广泛地应用到数字地图,数字高程模型,遥感和摄影测量等分支领域,已经成为测绘工程,遥感和摄影测量,地理信息系统等本科专业的核心课程。

 

开课时间和班级:

2017-2018年第二期,测绘1601, 1602, 1603班,约60人

 

课程考查方式:

本课程的考核分为平时测验(50%)和期终考核(50%)两部分。平时测验主要为上机实验测试和实验报告;期终考核为闭卷考试成绩。

 


2018年数字图像处理:

1、教学日历和实验安排

2、Matlab编程基础: Matlab基础知识

3、数字图像处理PPT:第一章第二章 课堂演示第三章;课堂演示;第四章第五章;课堂演示;第六章

4、上机实验一: 任务书和数据,实验总结PPT

5、上机实验二: 任务书和数据

6、上机实验三: 任务书和数据

7、上机实验四 任务书和数据

8、课程设计综合: 任务书和数据


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透过卫星看地球

课程介绍:

        遥感平台是遥感过程中乘载遥感器的运载工具,它如同在地面摄影时安放照相机的三脚架,是在空中或空间安放遥感器的装置。主要的遥感平台有高空气球、飞机、火箭、人造卫星、载人宇宙飞船等。遥感器是远距离感测地物环境辐射或反射电磁波的仪器,除可见光摄影机、红外摄影机、紫外摄影机外,还有红外扫描仪、多光谱扫描仪、微波辐射和散射计、侧视雷达、专题成像仪、成像光谱仪等,遥感器正在向多光谱、多极化、微型化和高分辨率的方向发展。遥感器接受到的数字和图像信息,通常采用三种记录方式:胶片、图像和数字磁带。其信息通过校正、变换、分解、组合等光学处理或图像数字处理过程,提供给用户分析、判读,或在地理信息系统和专家系统的支持下,制成专题地图或统计图表,为资源勘察、环境监测、国土测绘、军事侦察提供信息服务。我国已成功发射并回收了10多颗遥感卫星和气象卫星,获得了全色像片和红外彩色图像,并建立了卫星遥感地面站和卫星气象中心,开发了图像处理系统和计算机辅助制图系统。从“风云二号”气象卫星获取的红外云图上,我们每天都可以从电视机上观看到气象形势。卫星遥感,根据不同地物的光谱响应特征不同,在近红外波段,洁净水体的反射率远比土壤和植被的反射率低,所以在卫星图像上可以很容易地区分水体和非水体的界限。像黄河这样泥沙含量较高的水体,其反射率的最大值移向可见光波段,但仍比土壤和植被为低。这样,在卫星图像上就能够将发生凌汛的地点及其区域判读出来,进而可以根据像元数估算淹没范围和面积。此次对黄河凌汛先后进行了4次监测,都是利用白天下午两点的美国的极轨气象卫星的数据。这些数据分别属于可见光、近红外、热红外三个波段。利用计算机对这些数据进行处理,按照红、绿、蓝通道制成三通道假彩色合成图像,并在图像上判定水淹区域和测算水淹面积。然后把监测结果图像和统计图表报告防汛领导部门,用来指挥抗灾。国际上卫星遥感技术的迅猛发展,将人类带入一个多层、立体、多角度、全方位和全天候对地观测的新时代。由各种高、中、低轨道相结合,大、中、小卫星相协同,高、中、低分辨率相弥补而组成的全球对地观测系统,能够准确有效、快速及时地提供多种空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的对地观测数据。中国已经成功发射了十六颗返回式卫星,为资源、环境研究和国民经济建设提供了宝贵的空间图像数据,在中国国防建设中也起到了不可替代的作用。其次,除了上述发射的遥感卫星外,中国还先后建立了国家遥感中心、国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心、卫星海洋应用中心和中国遥感卫星地面接收站等国家级遥感应用机构。同时,国务院各部委及省市地方纷纷建立了一百六十多个省市级遥感应用机构。


                                                                                                                                                               

开课时间和班级:

2017-2018年第二期,全校文化素质课程,约120人


课程考查方式:

本课程的考核分为平时成绩(60%)和期终报告(40%)两部分。


课程考查方式:

      本课程的教学日程安排


课程内容:第一章