数字图像处理技术

所谓数字图像处理&＃xff0c;是指利用计算机对图像进行分析、加工、和处理&＃xff0c;使其满足视觉、心理或其他要求的技术&＃xff0c;主要有去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法。20 世纪 50 年代&＃xff0c;电子计算机已经发展到一定水平&＃xff0c;人们开始利用计算机来处理图形和图像信息&＃xff0c;这便是早期的图像处理。早期图像处理的目的是改善图像的质量&＃xff0c;它以人为对象&＃xff0c;以改善人的视觉效果为目的。数字图像处理作为一门学科大约形成于 20 世纪 60 年代初期。

简介

图像处理中&＃xff0c;一般输入的是质量低的图像&＃xff0c;而输出的是改善质量后的图像&＃xff0c;常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。进行数字图像处理所需要的设备包括摄像机、数字图像采集器&＃xff08;包括同步控制器、模数转换器及帧存储器&＃xff09;、图像处理计算机和图像显示终端。主要的处理任务&＃xff0c;通过图像处理软件来完成。为了对图像进行实时处理&＃xff0c;需要非常高的计算速度&＃xff0c;通用计算机无法满足&＃xff0c;需要专用的图像处理系统。这种系统由许多单处理器组成阵列式处理机&＃xff0c;并行操作&＃xff0c;以提高处理的实时性。

方法

1&＃xff09; 几何变换
主要指放大、缩小、旋转等操作&＃xff0c;不需要复杂的计算机和软件&＃xff0c;是对图像的最基本的处理。
2&＃xff09; 颜色处理
主要包括颜色空间的转化、亮度以及对比度的调节、颜色修正等。目前主流的颜色模式有&＃xff1a;RGB模式、CMYK模式、HSB模式、Lab颜色模式、位图模式、灰度模式、索引颜色模式、双色调模式和多通道模式。其中RGB模式的应用最为广泛&＃xff0c;电视机和计算机的监视器都是基于RGB颜色模式来创建其颜色的&＃xff0c;一共可以产生1677万余种颜色&＃xff0c;通过计算机对RGB参数的调整便可以实现基本的颜色处理。
3&＃xff09; 图像融合
主要指将多源信道所采集到的关于同一目标的图像数据经过图像处理和计算机技术等&＃xff0c;最大限度的提取各自信道中的有利信息&＃xff0c;最后综合成高质量的图像&＃xff0c;以提高图像信息的利用率、改善计算机解译精度和可靠性、提升原始图像的空间分辨率和光谱分辨率&＃xff0c;利于监测。
4&＃xff09; 降噪
主要指各种针对二维图像的去噪滤波器或者信号处理技术。计算机通过对图像整体的分析。在已有的灰度图像和全彩色图像的领域空间处理技术上&＃xff0c;我们可以研究RGB图像的颜色分量图像分析噪声源&＃xff0c;通过分析HSI图像的各个分量&＃xff0c;得到图片的有关信息&＃xff0c;并将这些信息交由已经给定的程序处理&＃xff0c;得到更加完整&＃xff0c;信息更大的图像。通过这项技术&＃xff0c;在对图像进行二次加工后&＃xff0c;可以使得原本不清晰的图像在处理后更加清晰&＃xff0c;理解更多的信息。在图像的传输储存中&＃xff0c;难免会遇到数据的丢失&＃xff0c;因此使用这项技术&＃xff0c;可以尽可能的使图像的信息完美的保存下来。对于那些需要数据实时传输的地方&＃xff0c;运用这项技术可以做到对画面几乎无损耗的传输&＃xff0c;方便人们对于画面的理解&＃xff0c;
5&＃xff09; 图像增强
主要指增强图像中的有用信息&＃xff0c;它可以是一个失真的过程&＃xff0c;其目的是要改善图像的视觉效果&＃xff0c;针对给定图像的应用场合。图像处理中基于空域的算法处理时直接对图像灰度级做运算&＃xff0c;基于频域的算法是在图像的某种变换域内对图像的变换系数值进行某种修正&＃xff0c;是一种间接增强的算法。

应用

1&＃xff09; 人脸识别
一般来说&＃xff0c;人脸识别系统包括图像摄取、人脸定位、图像预处理、以及人脸识别&＃xff08;身份确认或者身份查找&＃xff09;。系统输入一般是一张或者一系列含有未确定身份的人脸图像&＃xff0c;以及人脸数据库中的若干已知身份的人脸图象或者相应的编码&＃xff0c;而其输出则是一系列相似度得分&＃xff0c;表明待识别的人脸的身份。
2&＃xff09; 印刷
印刷是指将影像或文字原稿迅速大量复制的一种技术&＃xff0c;目前还包括了立体印刷&＃xff0c;三维打印等新兴技术。目前&＃xff0c;印刷进入了电子控制和自动化的时期&＃xff0c;电子排版、电子分色、电子雕版广泛应用&＃xff0c;在印刷质量和效率上都得到了巨大提高。
3&＃xff09; 卫星图像处理
主要指用计算机对遥感图像进行分析&＃xff0c;以达到所需结果的技术。根据卫星传送回地球的图像对地球的变化进行信息的储存和整理&＃xff0c;能够体现出地球的实时变化&＃xff0c;也就是可以保证数字地图的精确性和及时性。应用最为广泛的卫星处理方式就是利用 GIS系统建立起了地图信息总数据库。而绘制出来的数字地图被广泛应用于社会中各种行业。
4&＃xff09; 其他
日常生活中&＃xff0c;数字图像处理技术的应用还体现在汽车障碍识别、显微图像处理、特征识别、摄影摄像、医学图像处理等领域。

总结

随着计算机技术的发展&＃xff0c;数字图像处理技术已经深入到我们生活中的方方面面。在上述二维图像处理之外&＃xff0c;还存在多维图像处理&＃xff0c;如医学中对病人心脏的诊断便包含了四维图像的分析技术&＃xff0c;他们本身也有更多的新概念&＃xff0c;如连通性、旋转不变性等。数字图像处理技术的发展还在继续进行中。

By:熊伟汐 2018/11/24