图像及图像处理
图像
1)定义：图像是对客观存在对象的一种相似性的、生动性的描述或写真，是各种图形和影像的总称。
2)分类：按图像的明暗程度和空间坐标连续性，可将图像分为数字和模拟。
(1)模拟图像：又称光学图像，其空间坐标的明暗程度是连续变化的。计算机无法直接处理，属于可见图像。
(2)数字图像：空间坐标和灰度均不连续的、用离散的数学(一般整数)表示的图像，是图像的数字表示，能用于计算机处理。像素是其最小单位。
模拟图像连续可见，不便于用计算机存储，也不便于图像的存储、传输。数字图像不连续可见。
图像处理
定义：图像处理是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。包括图像变换、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像的特征提取、形态学图像处理方法等。
数字图像处理
Digital Image Processing 又称计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。
数字图像处理与计算机图形学的联系和区别：数字图像处理是对景物或图像的分析技术，是从图像到图像的处理过程。而计算机图形学是通过算法和程序在显示设备上构造图形，是从数据到图像的处理过程。
数字图像处理的特点
(1)处理精度高，再现性好;
(2)易于控制处理效果;
(3)处理具有多样性;
(4)处理技术综合性强;
(5)图像数据量庞大，处理费时。
数字图像处理的目的
(1)提高图像的视感质量。如进行图像的亮度、彩色变换，增强或抑制图像中的某些成分等。
(2)提取图像中所包含的某些特征和特殊信息。这个过程是模式识别或计算机视觉的预处理过程。提取的特征可以包括很多方面，如频域特征、灰度或颜色特征、边界特征、区域特征、纹理特征、形状特征、拓扑特征和关系结构等。
(3)图像数据的变换、编码和压缩，以便于图像的存储和传输。
数字图像处理的主要研究内容
(1)图像数字化：将一幅光学图像表示成一组数字，既不失真又便于计算机分析处理。主要包括图像的采样与量化。
(2)图像增强：用来改善图像的对比度，突出感兴趣的图像信息，提高图像的目视觉解释效果，它包括灰度拉伸、平滑、锐化、滤波、变换、彩色合成、代数运算、融合等。
(3)图像恢复/复原：去除和压抑成像过程中由各种因素影响而导致的图像失真。
(4)图像编码：简化图像的表示，压缩表示图像的数据，以便于存储和传输。
(5)图像的重建：由二维图像重建三维图像(如CT)。
(6)图像分割与特征提取
图像分割：用于从背景中分割出感兴趣的物体目标。分割的结果可作为监督分类的训练区。
图像的特征提取：包括形状特征、纹理特征、颜色特征等。
(7)图像分析：对图像中的不同对象进行分割、分类、识别、描述和解释。
(8)图像隐藏：
媒体信息的相互隐藏 数字水印 图像的信息伪装
图像工程的三个层次
图像理解(从图像到解释) 图像分析(从图像到数据) 图像处理(从图像到图像)
(1)抽象程度(从高到低);
(2)数据量(从小到大);
(3)语义(高层、中层、底层);
(4)操作对象(符号、目标、像素)。
图像处理：输入->处理(增强、复原、编码、压缩等)->输出。
图像分析：输入->预处理(增强、复原)->分割->特征提取->图像分类->类别、识别结果。 图像分析主要是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，从而建立对图像的描述。
图像理解：输入->预处理->描述->分析和理解->解释。 重点是在图像的分析基础上再进一步研究图像中各个目标的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释，从而指导和规划行动。
数字图像处理的发展动向
(1)提高精度和处理速度;
(2)加强软件研究、开发新方法;
(3)加强边缘学科的研究工作、促进图像处理技术发展;
(4)加强理论研究;
(5)图像处理领域的标准化问题;
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2019年01月02日