数字图像处理第一章

数字图像处理-绪论

数字图像处理的重要性源于两个主要应用领域：改善图示信息以便人们解释；为存储，传输和表示面对图像数据进行处理，以便于机器自动理解。

（一）概念

数字图像处理是借助于数字计算机来处理数字图像。

1.图像

定义为二维函数f(x,y),其中，x,y是空间坐标，f(x,y) 是点（x,y）的幅值。
灰度图像是一个二维灰度（或亮度）函数f(x,y)。
彩色图像由三个（如RGB,HSV）二维灰度（或亮度）函数 f(x,y)组成。

2.数字图像

一个图像可定义为一个二维函数f(x,y),其中x和y是空间（平面）坐标，而在任何一对空间坐标（x,y）处的幅值f称为该点处的强度或灰度。当x,y和灰度值f是
有限的离散函数时，我们称该图像为数字图像。
单色（灰度）图像而言，每个像素的亮度用一个数值来表示，通常数值范围在0到255之间，0表示黑、255表 示白，其它值表示处于黑白之间的灰度。
彩色图像可以用红、绿、蓝三元组的二维矩阵来表示。通常，三元组的每个数值也是在0到255之间，0表示相应 的基色在该像素中没有，而255则代表相应的基
色在该像素中取得最大值

3.像素

数字图像由二维的元素组成，每一个元素具有一个特定的位置（x,y）和幅值f(x,y),这些元素就称为像素。

（二）数字图像处理的起源

1.人类分析

图1 人类分析

2.机器感知

图2 机器感知

（三）数字图像处理的应用领域

1.传统领域

 医学、空间应用、地理学、生物学、军事……

2.最新领域

数码相机(DC)、数码摄像机(DV)
指纹识别、人脸识别
互联网、视频、多媒体等
基于内容的图像检索、视频检索、多媒体检索
水印、游戏、电影特技、虚拟现实、电子商务等

图3 数字图像处理的应用领域

（四）数字图像处理的基本步骤

图4 数字图像处理的基本步骤

（五）数字图像处理系统的组成部分

主要由三大部分组成：

1.图像输入

完成获取图像并进行数字输入功能。相关设备包括数码相机、数码摄像机、扫描仪、带照相和摄像功能的手机等
输入方式一般有数字图像输入、图片扫描输入、视频图像输入三种。

2.图像处理分析

包括计算机、DSP芯片等硬件设备以及通用或专用软件，用来完成各种各样的处理目的。

3.图像输出

包括显示输出、打印输出，也可以输出到Internet上的其它设备。

图5 通用图像处理系统的组成