數字圖像發展歷史

以史為鏡，可以知興替。下面我們就來聊一聊數字圖像發展的歷史。

• 數字圖像處理的最早應用之一是在報紙業。早在20世紀20年代初期，Bartlane電纜圖片傳輸系統（紐約和倫敦之間海底電纜，經過大西洋）傳輸一幅數字圖像所需的時間由一周多減少到小于3個小時。為了用電纜傳輸圖像，首先要進行編碼，然后在接收端用特殊的打印設備重構該圖片。

• 20世紀20年代中期到末期，改進Bartlane系統后，圖像質量得到了提高。
• 打印過程中采用了新的光學還原技術，同時增加了圖像的灰度等級。

下圖為用15種色調的設備，從倫敦到紐約，用電纜進行傳送的Perihing和Fozh兩將軍未經修飾的圖片

• 20世紀60年代，由于信息技術的高速發展，出現了一批數字圖像處理
• 1964年，“旅行者7號”拍攝的圖像通過計算機進行處理，并且提高了圖像質量；此技術也在阿波羅載人登月飛行等空間探測器中得到應用。

下圖為美國航天器傳送的第一張月球照片，“旅行者7號”1964年7月31日9點09分在光線影響月球前17分鐘前攝取的圖像

• 20世紀70年代，數字圖像處理開始應用于醫學領域。
  1979年，Godfrey N. Hounsfield先生以及Allan M. Cormack教授由于發明了“斷層(CT) 技術”共同獲得了諾貝爾醫學獎，其背后的思想是計算機軸向斷層技術 (Computerised Axial Tomography (CAT))


• 20世紀80年代
  3D圖像獲取設備以及分析系統
• 20世紀90年代至今
  通訊
  遙感：衛星、航空
  安全：指紋識別、視頻跟蹤及監控等
  醫學：整容、立體腦圖像配準、心臟核磁共振數據的可視化、支氣管虛擬內窺鏡。
  視頻和多媒體系統
  工業生產中的應用
  電子商務等領域逐漸蓬勃發展

---

圖像處理

• 客觀世界是三維空間，但一般圖像是二維的。
• 二維圖象在反映三維世界的過程中必然丟失了部分信息。即使是記錄下來的信息也可能有失真，甚至于難以識別物體。
• 通過恢復、重建、分析、提取圖像的數學模型，形成人們對于圖象記錄下的事物有正確和深刻的認識。這個過程就成為圖象處理過程。

下圖為圖像的超分辨率，可以將模糊的圖像變得更清晰。

廣義圖像處理

• 圖像信息獲取，即獲取研究對象的圖像，并轉換成數字信號，以便于計算機或其它數字設備處理。
• 圖像信息的存儲。圖像存儲的格式、圖像壓縮標準以及圖像數據庫技術等。
• 圖像信息的傳送，包括內部傳送與遠距離傳送。內部傳送多采用DMA（Direct Memory Access）；遠距離傳送圖像壓縮技術，減少占用帶寬。
• 圖像信息處理，即狹義的圖像處理
• 圖像的輸出與顯示，即為人或計算機提供便于理解以及識別的圖像。

狹義圖像處理

• 幾何處理

• 坐標變換：圖像的放大與縮小、旋轉、移動

• 圖像畸變校正

• 幾何特征計算等

• 算術與邏輯運算

• 圖像的加減乘除，與或非等運算

• 圖像增強

• 根據任務目標突出圖像中感興趣的信息，消除干擾，改善圖像的視覺效果或增強便于機器識別的信息

• 圖像復原

• 根據圖像退化模型，消除退化因素，恢復原始的圖像。

• 散焦，散焦模型，逆濾波。

• 圖像編碼

• 研究壓縮圖像數據的方法，需要研究并利用圖像的冗余特征

• 如統計冗余、生理視覺冗余、知識冗余等。

• 圖像分割

• 根據圖像的某些特征將圖像劃分為不同的區域，以便于對圖像中的物體或目標進行分析與識別。

• 如“機動車視覺系統”中根據圖像中的灰度信息分割白色導引線和路面。

• 圖像重建

• 輸入的是非圖像信息，如數據、公式等，輸出為圖像。

• 主要有卷積反投影法等。

• 常用于醫學設備

• 圖像模式識別

• 在圖像分割的基礎上提取特征，對圖像中的內容進行判決分類。

• 圖像分析與理解（視覺理解）

• 根據圖像局部內容之間的關系，利用有關知識進行推理與聯想，對圖像中所表現的內容進行理解。

---

常見的圖像處理

下面列舉幾個常見的圖像處理

圖像變換：包括傅里葉變換、沃爾什-阿達瑪變換、離散卡夫納－勒維變換等

圖像壓縮編碼：圖像壓縮編碼技術可減少描述圖像的數據量（即比特數），以便節省圖像傳輸、處理時間和減少所占用的存儲器容量。


圖像增強和復原：圖像增強和復原的目的是為了提高圖像的質量，如去除噪聲，提高圖像的清晰度等。

圖像分割：圖像分割是數字圖像處理中的關鍵技術之一，其可把將不同分屬不同物體的像素區域分開。 如前景與后景分割開，狗的區域與貓的區域與背景分割開。

圖像描述：在圖像分割完成后，下一步就是用數據、符號、形式語言來表示這些具有不同特征的小區，這就是圖像描述。

圖像分類（識別）：圖像分類（識別）屬于模式識別的范疇，其主要內容是圖像經過某些預處理（增強、復原、壓縮）后，進行圖像分割和特征提取，從而進行判決分類。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的图像入门——2. 数字图像发展历史与图像处理概述的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。