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数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。
图像概述
分类
- 按图像灰度
- 灰度图像：一般为256灰度级（8位图）、二值图像
- 按图像格式
- 光栅图像：bmp、jpg、png、gif
- 矢量图像：wmf、svg
- 按图像维度
- 全景照片
属性
二维图像
- 基本单位：像素
- 分辨率
- 空间分辨率：单位：PPI(pixels per inch)
- 灰度级分辨率（色阶）
- 宽度、高度
- 幅度信息
- 灰度
- 梯度
- 相位信息
三维图像
- 基本单位：体素
- 宽度、高度、深度
像素间关系
- 邻接性、连通性、区域和边界
- 距离度量（函数）
- L1范数：曼哈顿距离、街区距离
- L2范数：欧式距离（欧几里得距离）
- L∞范数：切比雪夫距离、棋盘距离
相关
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图像预处理
颜色空间转换
RGB to Gray
RGB三原色合成法
- 白平衡算法
RGB to HSV
二值化
- OSTU: 计算一连通区域的阈值，然后对该区域二值化
- 自适应二值化
图像变换
- 不考虑插值
- 平移
- 翻转/镜像
- 考虑插值
- 旋转
- 缩放（放大：过采样，缩小：欠采样）
- 错切
- 傅里叶变换
图像复原和增强
图像平滑（模糊）
突出图像的宽大区域、低频成分、主干部分或抑制图像噪声和干扰高频成分，使图像亮度平缓渐变 ，减小突变梯度。
线性滤波器
基于核矩阵的邻域加权和法计算图像卷积。
- 低通滤波器
- 归一化块（均值）滤波器 (Normalized Box Filter)
- 高斯滤波器 (Gaussian Filter)
非线性滤波器
中值滤波器 (Median Filter)
- 取邻域中值
- 去除椒盐噪点
双边滤波 (Bilateral Filter)
图像增强（锐化）
增强图像边缘，使图像更加鲜明。
线性滤波器
基于核矩阵的邻域加权和法计算图像卷积。
- 高通滤波器: 使用微分算法计算图像梯度
- 计算一阶导数：Sobel(浮雕特效)、Prewitt、Roberts
- 计算二阶导数：拉普拉斯
图像形态学运算
- 开运算: 先腐蚀，后膨胀
- 闭运算: 先膨胀，后腐蚀
图像编码和压缩
预测编码
变换压缩
图像分析
图像特征
- 统计特征
- 均值
- 标准差
- 方差
- 熵
- 结构特征
- 点
- 线
- 边缘
- 纹理
图像检测
特征点
- Harris角点
- FAST特征（Features from Accelerated Segment Test）
- SURF特征
边缘
- 特征：方向、幅度
- 算子
- Canny算子：速度快、高低阈值需要输入
- Sobel算子
- Prewitt算子
- Roberts算子
直线/线段
- 霍夫(Hough)线变换
- LSD
圆
- 霍夫(Hough)圆变换
图像分割
基于阈值
基于边缘
基于区域
- 分水岭分割算法
- 区域生长法
- 分裂合并法
基于跟踪
- 轮廓跟踪法：提取连通区域的轮廓
- 光栅跟踪法
图像识别和分类
模式识别（Pattern Recognition）
机器学习
人工神经网络
其他图像处理
光学图像处理
基于相位信息的图像处理
相位一致性图像特征检测
应用
肤色检测
- 连通域在复杂背景肤色检测中的应用
- Skin Segmentation Using YCbCr and RGB Color Models