数字图像处理概要

数字图像处理是将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理。随着计算机技术与数字电视技术的普及和发展而迅速发展。早期数字图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。

目前该技术已广泛用于工农业生产、生物医学工程、航空航天、机器人产业等领域。并在其中发挥着越来越大的作用，已成为一门引人注目、前景广阔的新型学科。

图像是指物体的描述信息，数字图像是一个物体的数字表示，图像处理则是对图像信息进行加工以满足人的视觉心理和应用需求的行为。数字图像处理是指利用计算机或其他数字设备对图像信息进行各种加工和处理，它是一门新兴的应用学科，其发展速度异常迅速，应用领域极为广泛。

对图像进行处理的主要目的：

1、提高图像的视感质量，如进行图像的亮度、彩色变换，增强、抑制某些成分，对图像进行几何变换等，以改善图像的质量。

2、对图像进行预处理操作，提取图像中所包含的某些特征或特殊信息，这些被提取的特征或信息往往为计算机分析图像提供便利。提取的特征可以包括很多方面，如频域特征、灰度或颜色特征、边界特征、区域特征、纹理特征、形状特征和关系结构等。

3、图像数据的变换、编码和压缩，以便于图像的存储和传输。不管是何种图像处理操作，都需要由计算机和图像专用设备组成的图像处理系统对图像数据进行输入、加工和输出。

数字图像处理过程

图像是人类获取和交换信息的主要来源，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。随着人类活动范围的不断扩大，图像处理的应用领域也将随之不断扩大。

常用的图像处理方法：

1、图像的数字化

通过取样和量化将一个以自然形态存在的图像变换为适于计算机处理的数字形式。用矩阵的形式来表示图像的各种信息。

2、图像处理的目的

在不改变图像的质量基础上压缩图像的信息量，以满足传输与存储的要求。编码多采用数字编码技术对图像逐点的进行加工，目的是在不改变图像的质量基础上压缩图像的信息量，以满足传输与存储的要求。

3、 图像增强与复原

图像增强的目的是将图像转换为更适合人和机器的分析的形式。常用的增强方法有：灰度等级直方图处理；干扰抵制；边缘锐化；伪彩色处理。

图像复原的主要原则是为了消除或减少图像获取和传输过程中造成的图像的损伤和退化，这包括图像的模糊、图像的干扰和噪声等，尽可能的获得原来的真实图像。

4、图像的分割

图像分割是将图像划分为一些不重叠的区域，每个区域是像素的一个连续集。利用图像的纹理特性，通过把像素分入特定的区域并寻求区域之间的边界来实现图像的分割。

5、图像的分析

从图像中抽取某些有用的度量、数据和信息，以达到某种数值结果。图像分析用图像分割方法抽取图像的特征然后对图像进行符号化的描述，这种描述不仅能对图像是否存在某一特定的对象进行回答，还能对图像内容进行详细的描述。

图像处理的各个内容是有联系的，一个实用的图像处理系统往往结合了几种图像处理技术才能得到需要的结果，而图像数字化则是一个图像变换为适合计算机处理的第一步。

图像编码可用以传播和储存图像，图像增强和复原可以为进一步的处理准备。通过图像分割得出的图像特征也可以作为最终的结果，也可以作为进一步图像分析的基础。

图像的基本属性

亮度

也称为灰度，它是颜色的明暗变化，常用 0 ％～100 ％(由黑到白 )表示。

对比度

画面黑与白的比值，也就是从黑到白的渐变层次。比值越大，从黑到白的渐变层次就越多，从而色彩表现越丰富。

直方图

表示图像中具有每种灰度级的象素的个数，反映图像中每种灰度出现的频率。图像在计算机中的存储形式，就像是有很多点组成一个矩阵，这些点按照行列整齐排列，每个点上的值就是图像的灰度值，直方图就是每种灰度在这个点矩阵中出现的次数。