數(shù)字圖像處理技術(shù)

所謂數(shù)字圖像處理，是指利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析、加工、和處理，使其滿足視覺(jué)、心理或其他要求的技術(shù)，主要有去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等處理的方法。20 世紀(jì) 50 年代，電子計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一定水平，人們開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)來(lái)處理圖形和圖像信息，這便是早期的圖像處理。早期圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量，它以人為對(duì)象，以改善人的視覺(jué)效果為目的。數(shù)字圖像處理作為一門學(xué)科大約形成于 20 世紀(jì) 60 年代初期。

簡(jiǎn)介

圖像處理中，一般輸入的是質(zhì)量低的圖像，而輸出的是改善質(zhì)量后的圖像，常用的圖像處理方法有圖像增強(qiáng)、復(fù)原、編碼、壓縮等。進(jìn)行數(shù)字圖像處理所需要的設(shè)備包括攝像機(jī)、數(shù)字圖像采集器（包括同步控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器及幀存儲(chǔ)器）、圖像處理計(jì)算機(jī)和圖像顯示終端。主要的處理任務(wù)，通過(guò)圖像處理軟件來(lái)完成。為了對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，需要非常高的計(jì)算速度，通用計(jì)算機(jī)無(wú)法滿足，需要專用的圖像處理系統(tǒng)。這種系統(tǒng)由許多單處理器組成陣列式處理機(jī)，并行操作，以提高處理的實(shí)時(shí)性。

方法

1） 幾何變換
主要指放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作，不需要復(fù)雜的計(jì)算機(jī)和軟件，是對(duì)圖像的最基本的處理。
2） 顏色處理
主要包括顏色空間的轉(zhuǎn)化、亮度以及對(duì)比度的調(diào)節(jié)、顏色修正等。目前主流的顏色模式有：RGB模式、CMYK模式、HSB模式、Lab顏色模式、位圖模式、灰度模式、索引顏色模式、雙色調(diào)模式和多通道模式。其中RGB模式的應(yīng)用最為廣泛，電視機(jī)和計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器都是基于RGB顏色模式來(lái)創(chuàng)建其顏色的，一共可以產(chǎn)生1677萬(wàn)余種顏色，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)RGB參數(shù)的調(diào)整便可以實(shí)現(xiàn)基本的顏色處理。
3） 圖像融合
主要指將多源信道所采集到的關(guān)于同一目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)圖像處理和計(jì)算機(jī)技術(shù)等，最大限度的提取各自信道中的有利信息，最后綜合成高質(zhì)量的圖像，以提高圖像信息的利用率、改善計(jì)算機(jī)解譯精度和可靠性、提升原始圖像的空間分辨率和光譜分辨率，利于監(jiān)測(cè)。
4） 降噪
主要指各種針對(duì)二維圖像的去噪濾波器或者信號(hào)處理技術(shù)。計(jì)算機(jī)通過(guò)對(duì)圖像整體的分析。在已有的灰度圖像和全彩色圖像的領(lǐng)域空間處理技術(shù)上，我們可以研究RGB圖像的顏色分量圖像分析噪聲源，通過(guò)分析HSI圖像的各個(gè)分量，得到圖片的有關(guān)信息，并將這些信息交由已經(jīng)給定的程序處理，得到更加完整，信息更大的圖像。通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，在對(duì)圖像進(jìn)行二次加工后，可以使得原本不清晰的圖像在處理后更加清晰，理解更多的信息。在圖像的傳輸儲(chǔ)存中，難免會(huì)遇到數(shù)據(jù)的丟失，因此使用這項(xiàng)技術(shù)，可以盡可能的使圖像的信息完美的保存下來(lái)。對(duì)于那些需要數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)牡胤?#xff0c;運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)可以做到對(duì)畫面幾乎無(wú)損耗的傳輸，方便人們對(duì)于畫面的理解，
5） 圖像增強(qiáng)
主要指增強(qiáng)圖像中的有用信息，它可以是一個(gè)失真的過(guò)程，其目的是要改善圖像的視覺(jué)效果，針對(duì)給定圖像的應(yīng)用場(chǎng)合。圖像處理中基于空域的算法處理時(shí)直接對(duì)圖像灰度級(jí)做運(yùn)算，基于頻域的算法是在圖像的某種變換域內(nèi)對(duì)圖像的變換系數(shù)值進(jìn)行某種修正，是一種間接增強(qiáng)的算法。

應(yīng)用

1） 人臉識(shí)別
一般來(lái)說(shuō)，人臉識(shí)別系統(tǒng)包括圖像攝取、人臉定位、圖像預(yù)處理、以及人臉識(shí)別（身份確認(rèn)或者身份查找）。系統(tǒng)輸入一般是一張或者一系列含有未確定身份的人臉圖像，以及人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中的若干已知身份的人臉圖象或者相應(yīng)的編碼，而其輸出則是一系列相似度得分，表明待識(shí)別的人臉的身份。
2） 印刷
印刷是指將影像或文字原稿迅速大量復(fù)制的一種技術(shù)，目前還包括了立體印刷，三維打印等新興技術(shù)。目前，印刷進(jìn)入了電子控制和自動(dòng)化的時(shí)期，電子排版、電子分色、電子雕版廣泛應(yīng)用，在印刷質(zhì)量和效率上都得到了巨大提高。
3） 衛(wèi)星圖像處理
主要指用計(jì)算機(jī)對(duì)遙感圖像進(jìn)行分析，以達(dá)到所需結(jié)果的技術(shù)。根據(jù)衛(wèi)星傳送回地球的圖像對(duì)地球的變化進(jìn)行信息的儲(chǔ)存和整理，能夠體現(xiàn)出地球的實(shí)時(shí)變化，也就是可以保證數(shù)字地圖的精確性和及時(shí)性。應(yīng)用最為廣泛的衛(wèi)星處理方式就是利用 GIS系統(tǒng)建立起了地圖信息總數(shù)據(jù)庫(kù)。而繪制出來(lái)的數(shù)字地圖被廣泛應(yīng)用于社會(huì)中各種行業(yè)。
4） 其他
日常生活中，數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用還體現(xiàn)在汽車障礙識(shí)別、顯微圖像處理、特征識(shí)別、攝影攝像、醫(yī)學(xué)圖像處理等領(lǐng)域。

總結(jié)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)深入到我們生活中的方方面面。在上述二維圖像處理之外，還存在多維圖像處理，如醫(yī)學(xué)中對(duì)病人心臟的診斷便包含了四維圖像的分析技術(shù)，他們本身也有更多的新概念，如連通性、旋轉(zhuǎn)不變性等。數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展還在繼續(xù)進(jìn)行中。

By:熊偉汐 2018/11/24

總結(jié)

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