一、數(shù)字圖像處理分析概述

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數(shù)字圖像處理分析概述

• 定義： 對(duì)一個(gè)物體的數(shù)字表示——二維矩陣——施加一系列的操作，得到期望的結(jié)果

一、歷史發(fā)展

• 二十世紀(jì)二十年代：壓縮圖像傳輸
• 五十年代：計(jì)算機(jī)處理圖像
• 六十年代：阿波羅登月，初步形成數(shù)字圖像處理和分析學(xué)科
• 七十年代：醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，X射線，CT圖像處理
• 八十年代：普及
• 九十年代：多媒體

二、數(shù)字圖像處理與分析的哲學(xué)觀點(diǎn)

• 連續(xù)與離散
  – 物理圖像： 空間與輻射連續(xù)的自然物體的表示， I=f(x,y,z,λ,t)
  – 數(shù)字圖像：物理圖像某一時(shí)刻二維空間離散采樣點(diǎn)的集合 I=f[x, y0]
• 表示與處理
  – 物理圖像：可用連續(xù)函數(shù)進(jìn)行較好的描述、分析與處理
  – 數(shù)字圖像：空間與幅度均為離散的數(shù)據(jù)矩陣，借助連續(xù)函數(shù)的分析結(jié)果與處理方法進(jìn)行離散處理
• 結(jié)果與效應(yīng)
  – 結(jié)果一致：連續(xù)處理和離散處理結(jié)果一致(微小誤差可以忽略不計(jì))
  – 結(jié)果顯著不一致：采樣效應(yīng)(空間采樣、時(shí)間采樣、灰度采樣等等不一致)
• 不同觀點(diǎn)
  – 不能完全以連續(xù)的觀點(diǎn)看待數(shù)字圖像處理
  – 不能局限于離散數(shù)學(xué)與邏輯運(yùn)算

使用離散技術(shù)處理連續(xù)世界的圖像，處理的結(jié)果一般也要以連續(xù)的形式演繹
數(shù)字圖像處理不是 處理數(shù)字圖像， 而是 圖像的數(shù)字處理

三、數(shù)字圖像處理過程中的退化

• 圖像處理過程中，每一步都可能產(chǎn)生誤差
• 使用相機(jī)輸入圖像，會(huì)有一個(gè)γ矯正的問題，將圖像輸出到顯示器同樣也有γ矯正的問題，都會(huì)產(chǎn)生圖像誤差問題。

四、圖像處理與通信

• 通信理論研究一維空間的信息，圖像理論研究二維空間的信息。 但是可以將通信研究的方法簡(jiǎn)單地應(yīng)用發(fā)展到圖像的處理
• 圖像理論
  – 研究空間域和空間頻率域(或者變換域)的問題
  – 圖像理論認(rèn)為，圖像是由許多頻率、振幅不同的X-Y方向的空間頻率波疊加形成的。高空間頻率波決定圖像的細(xì)節(jié)，低空間頻率波決定圖像背景和動(dòng)態(tài)范圍
• 通信理論
  – 研究時(shí)間域和頻率域的問題
  – 隨時(shí)間變化的波形由頻率不同、振幅不同的正弦波組合成(比如傅里葉變換)

五、圖像處理與圖形學(xué)

• 關(guān)系
  – 圖像處理：研究自然圖像的處理
  – 圖形學(xué)：研究怎么用數(shù)字計(jì)算機(jī)生成、處理和顯示圖像

六、數(shù)字圖像處理

• 圖像處理：圖像進(jìn)->圖像出
• 圖像分析：圖像進(jìn)->測(cè)量結(jié)果出
• 圖像理解：圖像進(jìn)->高級(jí)描述出
• 虛擬景觀、智能機(jī)器人…