圖像處理(imageProcessing)利用計算機對圖像進行分(fen)析,以達到所需的結(jie)果(guo)。

圖(tu)像處(chu)理可分為模(mo)擬圖(tu)像處(chu)理和數字圖(tu)像處(chu)理,而圖(tu)像處(chu)理一般指數字圖(tu)像處(chu)理。

這種處理大多數是(shi)依(yi)賴于(yu)軟件實現的。

其(qi)目的是去除干擾(rao)、噪聲,將(jiang)原(yuan)始圖(tu)像(xiang)編程適于計算機進行特征提(ti)取的形式,主要包括(kuo)圖(tu)像(xiang)采樣、圖(tu)像(xiang)增強、圖(tu)像(xiang)復原(yuan)、圖(tu)像(xiang)編碼與壓縮和圖(tu)像(xiang)分割(ge)。

1、圖像采集

圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)采集是數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)數(shu)(shu)(shu)(shu)據提取(qu)(qu)的(de)主要方式。數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)主要借助(zhu)于數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)攝像(xiang)(xiang)機、掃描儀、數(shu)(shu)(shu)(shu)碼相(xiang)機等設備經過采樣數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)化得(de)到的(de)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang),也包括(kuo)一(yi)些動態圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang),并可以將其(qi)轉為(wei)數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang),和文字(zi)、圖(tu)(tu)形(xing)、聲音(yin)一(yi)起存儲在計算機內,顯示在計算機的(de)屏幕上。圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)的(de)提取(qu)(qu)是將一(yi)個(ge)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)變換為(wei)適合計算機處理的(de)形(xing)式的(de)第一(yi)步。

2、圖像增強

圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)在(zai)成(cheng)像(xiang)、采集(ji)、傳輸、復制(zhi)等(deng)過程中(zhong)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量或多或少(shao)會(hui)造成(cheng)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)退化,數(shu)字化后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)視覺效果不(bu)是十分(fen)(fen)滿意。為了突出(chu)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)中(zhong)感興趣的(de)(de)(de)(de)(de)部分(fen)(fen),使圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)主體(ti)結(jie)構更(geng)(geng)(geng)加(jia)(jia)明確,必須對圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)進行改善,即圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)增(zeng)強(qiang)。通過圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)增(zeng)強(qiang),以減(jian)少(shao)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)噪聲,改變原來圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)亮(liang)度、色(se)彩(cai)分(fen)(fen)布(bu)、對比度等(deng)參(can)數(shu)。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)增(zeng)強(qiang)提高了圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)清晰(xi)度、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量,使圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)輪(lun)廓更(geng)(geng)(geng)加(jia)(jia)清晰(xi),細節(jie)更(geng)(geng)(geng)加(jia)(jia)明顯。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)增(zeng)強(qiang)不(bu)考慮圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)降質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin),增(zeng)強(qiang)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)更(geng)(geng)(geng)加(jia)(jia)賞欣悅目,為后(hou)期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)分(fen)(fen)析和圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)理(li)解(jie)奠定(ding)基礎(chu)。

3、圖像復原

圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)復(fu)原(yuan)(yuan)(yuan)也稱(cheng)圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢復(fu),由于在獲取圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)時環(huan)境(jing)噪聲的(de)影響、運動造成(cheng)的(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)模(mo)糊(hu)、光(guang)線的(de)強(qiang)弱等原(yuan)(yuan)(yuan)因使得圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)模(mo)糊(hu),為了提(ti)取比較清(qing)晰的(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)需要(yao)對圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)進行(xing)恢復(fu),圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢復(fu)主(zhu)要(yao)采用濾波方法,從降質的(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢復(fu)原(yuan)(yuan)(yuan)始圖(tu)(tu)(tu)(tu)。圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)復(fu)原(yuan)(yuan)(yuan)的(de)另一種特殊技(ji)術是圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)重(zhong)建,該(gai)技(ji)術是從物體橫剖面的(de)一組投影數(shu)據建立圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。

4、圖像編碼與壓縮

數(shu)字圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)顯(xian)著(zhu)特點(dian)是數(shu)據量(liang)龐大(da),需要(yao)占用相(xiang)(xiang)當大(da)的(de)存(cun)儲空間。但基于(yu)計算(suan)機的(de)網絡(luo)帶(dai)寬和的(de)大(da)容量(liang)存(cun)儲器無法進行數(shu)據圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)處理、存(cun)儲、傳(chuan)輸。為了能快速(su)方便(bian)地在(zai)網絡(luo)環境下傳(chuan)輸圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)或視(shi)頻,那(nei)么必須對圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)進行編(bian)碼和壓(ya)縮(suo)。目前,圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)壓(ya)縮(suo)編(bian)碼已形成(cheng)國際標準,如比較(jiao)著(zhu)名的(de)靜(jing)態(tai)(tai)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)壓(ya)縮(suo)標準JPEG,該標準主要(yao)針(zhen)對圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)分辨率、彩色圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和灰度圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),適用于(yu)網絡(luo)傳(chuan)輸的(de)數(shu)碼相(xiang)(xiang)片、彩色照片等方面(mian)。由于(yu)視(shi)頻可以(yi)被(bei)看作是一幅(fu)幅(fu)不同的(de)但有緊密相(xiang)(xiang)關的(de)靜(jing)態(tai)(tai)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)時(shi)間序列(lie),因此動(dong)態(tai)(tai)視(shi)頻的(de)單幀(zhen)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)壓(ya)縮(suo)可以(yi)應用靜(jing)態(tai)(tai)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)壓(ya)縮(suo)標準。圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)編(bian)碼壓(ya)縮(suo)技術可以(yi)減(jian)少圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)冗余數(shu)據量(liang)和存(cun)儲器容量(liang)、提高圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)傳(chuan)輸速(su)度、縮(suo)短處理時(shi)間。

5、圖像分割技術

圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)分(fen)(fen)(fen)(fen)割(ge)(ge)(ge)是(shi)把圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)分(fen)(fen)(fen)(fen)成(cheng)一些(xie)互(hu)不重疊而又具(ju)有(you)各自(zi)特(te)(te)征(zheng)的(de)(de)子區(qu)(qu)(qu)域(yu),每(mei)一區(qu)(qu)(qu)域(yu)是(shi)像(xiang)素(su)的(de)(de)一個連續(xu)集,這(zhe)里的(de)(de)特(te)(te)性可以(yi)是(shi)圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)的(de)(de)顏(yan)色、形狀、灰度和(he)(he)紋理(li)等。圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)分(fen)(fen)(fen)(fen)割(ge)(ge)(ge)根據(ju)(ju)目標與背景的(de)(de)先驗知識將圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)表示為(wei)物理(li)上有(you)意義的(de)(de)連通(tong)區(qu)(qu)(qu)域(yu)的(de)(de)集合(he)。即對圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)目標、背景進(jin)行標記、定位,然后(hou)把目標從背景中(zhong)(zhong)分(fen)(fen)(fen)(fen)離出來。目前,圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)分(fen)(fen)(fen)(fen)割(ge)(ge)(ge)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)主要(yao)有(you)基于(yu)區(qu)(qu)(qu)域(yu)特(te)(te)征(zheng)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)割(ge)(ge)(ge)方(fang)(fang)法(fa)(fa)、基于(yu)相關匹配的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)割(ge)(ge)(ge)方(fang)(fang)法(fa)(fa)和(he)(he)基于(yu)邊界特(te)(te)征(zheng)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)割(ge)(ge)(ge)方(fang)(fang)法(fa)(fa)。由(you)于(yu)采集圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)時會受到各種條件的(de)(de)影(ying)響會是(shi)圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)變的(de)(de)模糊、噪聲干(gan)擾(rao),使得圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)分(fen)(fen)(fen)(fen)割(ge)(ge)(ge)是(shi)會遇到困(kun)難(nan)。在實際的(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)中(zhong)(zhong)需根據(ju)(ju)景物條件的(de)(de)不同選擇適合(he)的(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)分(fen)(fen)(fen)(fen)割(ge)(ge)(ge)方(fang)(fang)法(fa)(fa)。圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)分(fen)(fen)(fen)(fen)割(ge)(ge)(ge)為(wei)進(jin)一步的(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)識別、分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)和(he)(he)理(li)解奠定了(le)基礎。