圖像及圖像處理
圖像
1)定義：圖像是對客觀存在對象的一種相似性的、生動性的描述或寫真，是各種圖形和影像的總稱。
2)分類：按圖像的明暗程度和空間座標連續性，可將圖像分爲數字和模擬。
(1)模擬圖像：又稱光學圖像，其空間座標的明暗程度是連續變化的。計算機無法直接處理，屬於可見圖像。
(2)數字圖像：空間座標和灰度均不連續的、用離散的數學(一般整數)表示的圖像，是圖像的數字表示，能用於計算機處理。像素是其最小單位。
模擬圖像連續可見，不便於用計算機存儲，也不便於圖像的存儲、傳輸。數字圖像不連續可見。
圖像處理
定義：圖像處理是指對圖像信息進行加工以滿足人的視覺或應用需求的行爲。包括圖像變換、圖像增強、圖像恢復、圖像壓縮編碼、圖像的特徵提取、形態學圖像處理方法等。
數字圖像處理
Digital Image Processing 又稱計算機圖像處理，它是指將圖像信號轉換成數字信號並利用計算機對其進行處理的過程。
數字圖像處理與計算機圖形學的聯繫和區別：數字圖像處理是對景物或圖像的分析技術，是從圖像到圖像的處理過程。而計算機圖形學是通過算法和程序在顯示設備上構造圖形，是從數據到圖像的處理過程。
數字圖像處理的特點
(1)處理精度高，再現性好;
(2)易於控制處理效果;
(3)處理具有多樣性;
(4)處理技術綜合性強;
(5)圖像數據量龐大，處理費時。
數字圖像處理的目的
(1)提高圖像的視感質量。如進行圖像的亮度、彩色變換，增強或抑制圖像中的某些成分等。
(2)提取圖像中所包含的某些特徵和特殊信息。這個過程是模式識別或計算機視覺的預處理過程。提取的特徵可以包括很多方面，如頻域特徵、灰度或顏色特徵、邊界特徵、區域特徵、紋理特徵、形狀特徵、拓撲特徵和關係結構等。
(3)圖像數據的變換、編碼和壓縮，以便於圖像的存儲和傳輸。
數字圖像處理的主要研究內容
(1)圖像數字化：將一幅光學圖像表示成一組數字，既不失真又便於計算機分析處理。主要包括圖像的採樣與量化。
(2)圖像增強：用來改善圖像的對比度，突出感興趣的圖像信息，提高圖像的目視覺解釋效果，它包括灰度拉伸、平滑、銳化、濾波、變換、彩色合成、代數運算、融合等。
(3)圖像恢復/復原：去除和壓抑成像過程中由各種因素影響而導致的圖像失真。
(4)圖像編碼：簡化圖像的表示，壓縮表示圖像的數據，以便於存儲和傳輸。
(5)圖像的重建：由二維圖像重建三維圖像(如CT)。
(6)圖像分割與特徵提取
圖像分割：用於從背景中分割出感興趣的物體目標。分割的結果可作爲監督分類的訓練區。
圖像的特徵提取：包括形狀特徵、紋理特徵、顏色特徵等。
(7)圖像分析：對圖像中的不同對象進行分割、分類、識別、描述和解釋。
(8)圖像隱藏：
媒體信息的相互隱藏 數字水印 圖像的信息僞裝
圖像工程的三個層次
圖像理解(從圖像到解釋) 圖像分析(從圖像到數據) 圖像處理(從圖像到圖像)
(1)抽象程度(從高到低);
(2)數據量(從小到大);
(3)語義(高層、中層、底層);
(4)操作對象(符號、目標、像素)。
圖像處理：輸入->處理(增強、復原、編碼、壓縮等)->輸出。
圖像分析：輸入->預處理(增強、復原)->分割->特徵提取->圖像分類->類別、識別結果。 圖像分析主要是對圖像中感興趣的目標進行檢測和測量，以獲得它們的客觀信息，從而建立對圖像的描述。
圖像理解：輸入->預處理->描述->分析和理解->解釋。 重點是在圖像的分析基礎上再進一步研究圖像中各個目標的性質和它們之間的相互聯繫，並得出對圖像內容含義的理解以及對原來客觀場景的解釋，從而指導和規劃行動。
數字圖像處理的發展動向
(1)提高精度和處理速度;
(2)加強軟件研究、開發新方法;
(3)加強邊緣學科的研究工作、促進圖像處理技術發展;
(4)加強理論研究;
(5)圖像處理領域的標準化問題;
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2019年01月02日