數(shù)字圖像處理簡(jiǎn)介
數(shù)字圖像處理簡(jiǎn)介
數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等處理的方法和技術(shù)。 數(shù)字圖像處理的產(chǎn)生和迅速發(fā)展主要受三個(gè)因素的影響：一是計(jì)算機(jī)的發(fā)展；二是數(shù)學(xué)的發(fā)展（特別是離散數(shù)學(xué)理論的創(chuàng)立和完善）；三是廣泛的農(nóng)牧業(yè)、林業(yè)、環(huán)境、軍事、工業(yè)和醫(yī)學(xué)等方面的應(yīng)用需求的增長(zhǎng)。
信號(hào)處理是電氣工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的一門學(xué)科，處理模擬和數(shù)字信號(hào)的分析和處理，并處理信號(hào)的存儲(chǔ)，濾波和其他操作。這些信號(hào)包括傳輸信號(hào)，聲音或語(yǔ)音信號(hào)，圖像信號(hào)和其他信號(hào)等。
在所有這些信號(hào)中，處理信號(hào)類型的字段是在圖像處理中完成的，對(duì)于該信號(hào)，輸入是圖像，而輸出也是圖像。顧名思義，它處理圖像處理。
它可以進(jìn)一步分為模擬圖像處理和數(shù)字圖像處理。
圖像處理目的
一般來(lái)講，對(duì)圖像進(jìn)行處理（或加工、分析）的主要目的有三個(gè)方面：
（1）提高圖像的視感質(zhì)量，如進(jìn)行圖像的亮度、彩色變換，增強(qiáng)、抑制某些成分，對(duì)圖像進(jìn)行幾何變換等，以改善圖像的質(zhì)量。
（2）提取圖像中所包含的某些特征或特殊信息，這些被提取的特征或信息往往為計(jì)算機(jī)分析圖像提供便利。提取特征或信息的過(guò)程是模式識(shí)別或計(jì)算機(jī)視覺(jué)的預(yù)處理。提取的特征可以包括很多方面，如頻域特征、灰度或顏色特征、邊界特征、區(qū)域特征、紋理特征、形狀特征、拓?fù)涮卣骱完P(guān)系結(jié)構(gòu)等。
（3）圖像數(shù)據(jù)的變換、編碼和壓縮，以便于圖像的存儲(chǔ)和傳輸。
模擬圖像處理
模擬圖像處理是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行的。它包括對(duì)二維模擬信號(hào)的處理。在這種類型的處理中，通過(guò)改變電信號(hào)通過(guò)電手段來(lái)操縱圖像。常見(jiàn)的例子包括電視圖像。隨著時(shí)間的流逝，數(shù)字圖像處理已超過(guò)模擬圖像處理，這是由于其應(yīng)用范圍更廣。
數(shù)字圖像處理
數(shù)字圖像處理涉及開(kāi)發(fā)對(duì)數(shù)字圖像執(zhí)行操作的數(shù)字系統(tǒng)。
數(shù)字圖像和信號(hào)之間的關(guān)系
如果圖像是二維陣列，那么它與信號(hào)有什么關(guān)系？為了了解這一點(diǎn)，我們需要首先了解什么是信號(hào)？
信號(hào)
在物理世界中，可以將隨時(shí)間在空間上或任何更高維度上可測(cè)量的任何數(shù)量視為信號(hào)。信號(hào)是一種數(shù)學(xué)函數(shù)，它傳達(dá)一些信息。
信號(hào)可以是一維或二維或更高維的信號(hào)。一維信號(hào)是隨時(shí)間測(cè)量的信號(hào)。常見(jiàn)的例子是語(yǔ)音信號(hào)。
二維信號(hào)是在其他一些物理量上測(cè)得的信號(hào)。二維信號(hào)的示例是數(shù)字圖像。在下一個(gè)教程中，我們將詳細(xì)介紹如何形成和解釋一維或二維信號(hào)以及更高的信號(hào)。
關(guān)系
由于在兩個(gè)觀察者之間的物理世界中傳達(dá)信息或廣播消息的任何事物都是信號(hào)。這包括語(yǔ)音或（人聲）或圖像作為信號(hào)。自從我們講話時(shí)，我們的聲音就轉(zhuǎn)換為聲波/信號(hào)，并根據(jù)與之交談的時(shí)間而改變。不僅如此，而且數(shù)碼相機(jī)的工作方式（例如從數(shù)碼相機(jī)獲取圖像時(shí)）都涉及將信號(hào)從系統(tǒng)的一部分傳輸?shù)搅硪徊糠帧?/span>
如何形成數(shù)字圖像
由于從相機(jī)捕獲圖像是一個(gè)物理過(guò)程。陽(yáng)光被用作能源。傳感器陣列用于圖像的采集。因此，當(dāng)陽(yáng)光照射到物體上時(shí)，傳感器會(huì)感應(yīng)到該物體反射的光量，并通過(guò)感應(yīng)到的數(shù)據(jù)量生成連續(xù)的電壓信號(hào)。為了創(chuàng)建數(shù)字圖像，我們需要將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。這涉及采樣和量化。（它們將在后面討論）。采樣和量化的結(jié)果導(dǎo)致二維數(shù)組或數(shù)字矩陣，它們不過(guò)是數(shù)字圖像。
應(yīng)用
機(jī)器/計(jì)算機(jī)視覺(jué)
機(jī)器視覺(jué)或計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，其中輸入是圖像，輸出是某些信息。例如：開(kāi)發(fā)一個(gè)掃描人臉就可以支付的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)看起來(lái)像這樣。
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)處理對(duì)象模型中圖像的形成，然后由某些設(shè)備捕獲圖像。例如：對(duì)象渲染。從對(duì)象模型生成圖像。這樣的系統(tǒng)看起來(lái)像這樣。
人工智能
人工智能或多或少是將人類智能納入機(jī)器的研究。人工智能在圖像處理中有許多應(yīng)用。例如：開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)，以幫助醫(yī)生解釋X射線，MRI等圖像，然后突出顯示要由醫(yī)生檢查的明顯部分。
信號(hào)處理
信號(hào)處理是一個(gè)保護(hù)傘，而圖像處理則位于其中。物體在物理世界（3d世界）中反射的光量穿過(guò)相機(jī)的鏡頭，并成為2d信號(hào)，因此導(dǎo)致圖像形成。然后使用信號(hào)處理方法將該圖像數(shù)字化，然后在數(shù)字圖像處理中操縱此數(shù)字圖像。
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