圖像處理(imageProcessing)利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析,以達(dá)到所需的結(jié)果。

圖像處理可分為模擬圖像處理和數(shù)字圖像處理,而圖像處理一般指數(shù)字圖像處理。

這種處理大多數(shù)是依賴于軟件實(shí)現(xiàn)的。

其目的是去除干擾、噪聲,將原始圖像編程適于計(jì)算機(jī)進(jìn)行特征提取的形式,主要包括圖像采樣、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、圖像編碼與壓縮和圖像分割。

1、圖像采集

圖像采集是數(shù)字圖像數(shù)據(jù)提取的主要方式。數(shù)字圖像主要借助于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備經(jīng)過采樣數(shù)字化得到的圖像,也包括一些動(dòng)態(tài)圖像,并可以將其轉(zhuǎn)為數(shù)字圖像,和文字、圖形、聲音一起存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi),顯示在計(jì)算機(jī)的屏幕上。圖像的提取是將一個(gè)圖像變換為適合計(jì)算機(jī)處理的形式的第一步。

2、圖像增強(qiáng)

圖像在成像、采集、傳輸、復(fù)制等過程中圖像的質(zhì)量或多或少會(huì)造成一定的退化,數(shù)字化后的圖像視覺效果不是十分滿意。為了突出圖像中感興趣的部分,使圖像的主體結(jié)構(gòu)更加明確,必須對(duì)圖像進(jìn)行改善,即圖像增強(qiáng)。通過圖像增強(qiáng),以減少圖像中的圖像的噪聲,改變?cè)瓉韴D像的亮度、色彩分布、對(duì)比度等參數(shù)。圖像增強(qiáng)提高了圖像的清晰度、圖像的質(zhì)量,使圖像中的物體的輪廓更加清晰,細(xì)節(jié)更加明顯。圖像增強(qiáng)不考慮圖像降質(zhì)的原因,增強(qiáng)后的圖像更加賞欣悅目,為后期的圖像分析和圖像理解奠定基礎(chǔ)。

3、圖像復(fù)原

圖像復(fù)原也稱圖像恢復(fù),由于在獲取圖像時(shí)環(huán)境噪聲的影響、運(yùn)動(dòng)造成的圖像模糊、光線的強(qiáng)弱等原因使得圖像模糊,為了提取比較清晰的圖像需要對(duì)圖像進(jìn)行恢復(fù),圖像恢復(fù)主要采用濾波方法,從降質(zhì)的圖像恢復(fù)原始圖。圖像復(fù)原的另一種特殊技術(shù)是圖像重建,該技術(shù)是從物體橫剖面的一組投影數(shù)據(jù)建立圖像。

4、圖像編碼與壓縮

數(shù)字圖像的顯著特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量龐大,需要占用相當(dāng)大的存儲(chǔ)空間。但基于計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)帶寬和的大容量存儲(chǔ)器無法進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像的處理、存儲(chǔ)、傳輸。為了能快速方便地在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下傳輸圖像或視頻,那么必須對(duì)圖像進(jìn)行編碼和壓縮。目前,圖像壓縮編碼已形成國際標(biāo)準(zhǔn),如比較著名的靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG,該標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)圖像的分辨率、彩色圖像和灰度圖像,適用于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)碼相片、彩色照片等方面。由于視頻可以被看作是一幅幅不同的但有緊密相關(guān)的靜態(tài)圖像的時(shí)間序列,因此動(dòng)態(tài)視頻的單幀圖像壓縮可以應(yīng)用靜態(tài)圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。圖像編碼壓縮技術(shù)可以減少圖像的冗余數(shù)據(jù)量和存儲(chǔ)器容量、提高圖像傳輸速度、縮短處理時(shí)間。

5、圖像分割技術(shù)

圖像分割是把圖像分成一些互不重疊而又具有各自特征的子區(qū)域,每一區(qū)域是像素的一個(gè)連續(xù)集,這里的特性可以是圖像的顏色、形狀、灰度和紋理等。圖像分割根據(jù)目標(biāo)與背景的先驗(yàn)知識(shí)將圖像表示為物理上有意義的連通區(qū)域的集合。即對(duì)圖像中的目標(biāo)、背景進(jìn)行標(biāo)記、定位,然后把目標(biāo)從背景中分離出來。目前,圖像分割的方法主要有基于區(qū)域特征的分割方法、基于相關(guān)匹配的分割方法和基于邊界特征的分割方法。由于采集圖像時(shí)會(huì)受到各種條件的影響會(huì)是圖像變的模糊、噪聲干擾,使得圖像分割是會(huì)遇到困難。在實(shí)際的圖像中需根據(jù)景物條件的不同選擇適合的圖像分割方法。圖像分割為進(jìn)一步的圖像識(shí)別、分析和理解奠定了基礎(chǔ)。