|
數(shù)字圖像處理淺析
（作者未知） 2010/8/14
一、何謂數(shù)字圖像處理
數(shù)字圖像處理（Digital Image Processing），就是利用數(shù)字計(jì)算機(jī)或則其他數(shù)字硬件，對(duì)從圖像信息轉(zhuǎn)換而得到的電信號(hào)進(jìn)行某些數(shù)學(xué)運(yùn)算，以提高圖像的實(shí)用性。例如從衛(wèi)星圖片中提取目標(biāo)物的特征參數(shù)，三維立體斷層圖像的重建等�？偟膩�(lái)說(shuō)，數(shù)字圖像處理包括點(diǎn)運(yùn)算、幾何處理、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、圖像形態(tài)學(xué)處理、圖像編碼、圖像重建、模式識(shí)別等。目前數(shù)字圖像處理的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，已經(jīng)滲透到工業(yè)、醫(yī)療保健、航空航天、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
1．1 圖像的概念
圖像是對(duì)客觀對(duì)象的一種相似性的、生動(dòng)性的描述或?qū)懻��；蛘哒f(shuō)圖像是客觀對(duì)象的一種表示，它包含了被描述對(duì)象的有關(guān)信息。它是人們最主要的信息來(lái)源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)人獲取的信息大約有75%來(lái)自視覺(jué)。圖像根據(jù)其形式或產(chǎn)生方法來(lái)分類。
從人眼的視覺(jué)特點(diǎn)上可將圖像分為可見(jiàn)圖像和不可見(jiàn)圖像。其中可見(jiàn)圖像的一個(gè)子集為圖片，它包括照片、用線條畫(huà)的圖和畫(huà)；另一個(gè)子集為光圖像，即用透鏡、光柵和全息技術(shù)產(chǎn)生的圖像。不可見(jiàn)的圖像包括不可見(jiàn)光成像和不可見(jiàn)量，如溫度、壓力及人口密度等的分布圖。
按波段多少圖像可分為但波段、多波段和超波段圖像。但波段圖像上每點(diǎn)只有一個(gè)亮度值；多波段圖像上每點(diǎn)不只一個(gè)特性。例如紅、綠、藍(lán)三波段光譜圖像或彩色圖像上的每個(gè)點(diǎn)具有紅、綠、藍(lán)三個(gè)亮度值，這三個(gè)值表示在不同光波段上的強(qiáng)度，人眼看來(lái)就是不同的顏色。超波段圖像上每個(gè)點(diǎn)具有幾十或幾百個(gè)特性。
按圖像空間坐標(biāo)和明暗程度的連續(xù)性可分為模擬圖像和數(shù)字圖像。模擬圖像指空間坐標(biāo)和明暗程度都是連續(xù)變化的、計(jì)算機(jī)無(wú)法直接處理的圖像。數(shù)字圖像是一種空間坐標(biāo)和灰度均不連續(xù)的、用離散的數(shù)字（一般用整數(shù)）表示的圖像。這樣的圖像才能被計(jì)算機(jī)處理。
1．2圖像處理
對(duì)圖像進(jìn)行一系列的操作，以達(dá)到預(yù)期的目的的技術(shù)稱作圖像處理。圖像處理可分為模擬圖像處理和數(shù)字圖像處理兩種方式。
利用光學(xué)、照像和電子學(xué)方法對(duì)模擬圖像的處理稱為模擬圖像處理。光學(xué)圖像處理方法已有很長(zhǎng)的歷史，在激光全息技術(shù)出現(xiàn)后，它得到了進(jìn)一步的發(fā)展。盡管光學(xué)圖像處理理論日臻完善，且處理速度快，信息容量大，分辨率高，又非常經(jīng)濟(jì)，但處理精度不高，穩(wěn)定性差，設(shè)備笨重，操作不方便和工藝水平不高等原因限制了它的發(fā)展速度。從20世紀(jì)60年代起，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)圖像處理獲得了飛躍發(fā)展。
所謂數(shù)字圖像處理，就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行系列操作，從而獲得某種預(yù)期的結(jié)果的技術(shù)。數(shù)字圖像處理離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，因此又稱計(jì)算機(jī)圖像處理。為了與模擬圖像處理想?yún)^(qū)別，下文采用“數(shù)字圖像處理”。
二、 圖像處理學(xué)的內(nèi)容和其他相關(guān)學(xué)科的關(guān)系
2．1 圖像處理學(xué)的內(nèi)容
至20世紀(jì)70年代末以來(lái)，由于數(shù)字技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展給數(shù)字圖像處理提供了先進(jìn)的技術(shù)手段，基于計(jì)算機(jī)的圖像處理學(xué)也就從信息處理、自動(dòng)控制系統(tǒng)論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)通信、電視技術(shù)等學(xué)科中脫穎而出，成為研究“圖像信息的獲取、傳輸、存儲(chǔ)、變換、顯示、理解與綜合利用”的一門嶄新學(xué)科。
圖像處理學(xué)所包含的內(nèi)容是相當(dāng)豐富的，根據(jù)抽象程度的不同可分為三個(gè)層次：狹義圖像處理、圖像分析和圖像理解。
狹義圖像處理著重強(qiáng)調(diào)在圖像之間進(jìn)行的變換，主要是指對(duì)圖像進(jìn)行各種操作以改善圖像的視覺(jué)效果，或?qū)D像進(jìn)行壓縮編碼以減少所需存儲(chǔ)空間或傳輸時(shí)間、傳輸通路的要求。它是一個(gè)從圖像到圖像的過(guò)程。
圖像分析主要是對(duì)圖像中感興趣的目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量，從而建立對(duì)圖像的描述。圖像分析是一個(gè)從圖像到數(shù)值或符號(hào)的過(guò)程。
圖像理解超出了目前的所學(xué)范圍，則不加以討論。
2．2 圖像處理學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系
圖像處理學(xué)是一門綜合性邊緣學(xué)科。從研究范圍來(lái)看，它與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等既有聯(lián)系又有區(qū)別。
圖形學(xué)原本指用圖形、圖表、繪圖等形式表達(dá)數(shù)據(jù)信息的科學(xué)。而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究的是如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)產(chǎn)生這些形式。和圖像分析對(duì)比，兩者的處理對(duì)象和輸出結(jié)果正好相反。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)試圖從非圖像形式的數(shù)據(jù)描述來(lái)生成圖像。另一方面，模式識(shí)別與圖像分析則比較相似，只是前者試圖把圖像抽象成符號(hào)描述的類別，它們有相同的輸入，而不同的輸出結(jié)果之間可較方便的進(jìn)行轉(zhuǎn)換。至于計(jì)算機(jī)視覺(jué)主要強(qiáng)調(diào)用計(jì)算機(jī)去實(shí)現(xiàn)人的視覺(jué)功能，其中涉及圖像處理的許多技術(shù)，但目前的研究?jī)?nèi)容主要與圖像理解相結(jié)合。
由此看來(lái)，以上學(xué)科相互聯(lián)系，相互交叉，它們之間并沒(méi)有絕對(duì)的界限。雖各有側(cè)重但又相互補(bǔ)充。另外以上各學(xué)科都得到了人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算（未完，下一頁(yè)）
|
|
相關(guān)專業(yè)論文
|
|
|
推薦專業(yè)論文
|
|
|
|
|
|