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研究数字图像处理技术 1介绍 数字图像处理方法的兴趣源于两个主要应用领域:提高图象信息处理的人工解释;图像数据进行存储、传输及机器自主感知。这一章有几个目的: 1 定义的领域范围,我们称之为图像处理; 2 从历史的角度来看这一领域的起源; 3 为国家的艺术提供一些方法,在通过图像处理检查一些主要应用领域时; 4 简要的讨论用于数字图像处理的主要方法; 5 概述了包含在一个典型的、通用的图像处理系统组件; 6 提供方向的书籍和其他文学中图像处理工作通常是记者。 1.1什么是数字图像处理吗? 一个图像可以被定义为一个二维函数f x,y ,x和y是空间 平面 的坐标以及在任何一对坐标 x,y 的振幅f称为图像在这一点上的强度或灰度。数字图像处理领域是指处理数字图像通过数字计算机。注意,数字图像是由一个有限数目的元素,每一个都有一个特定的位置和幅值。这些元素被称为图像元素,象素,像素。像素是最广泛使用的术语来表示元素的一个数字图像。我们认为这些定义更正式的术语在第二章。 视觉是最先进的感官,难怪在人类感知中图片扮演最重要的角色。然而,与人仅限于在可见光波段的电磁 EM 谱,成像机器覆盖几乎整个电磁光谱,从射线到无线电波。他们可以处理图像所产生的来源,这是人类不习惯图像处理。这些包括超声波、电子显微镜和计算机生成的图片。因此,数字图像处理包括多种多样的应用领域。 在开始没有通用的协议，关于在哪里图像处理停止和其他相关领域,如图像分析和计算机视觉。有时一个区别是由定义图像处理作为一门学科都在输入和输出过程的照片。我们相信这是一个限制,有些人工边界。例如,根据这个定义,甚至微不足道的任务计算平均强度的一个图像 收益率一个数字 将不会被认为是一个图像处理操作。另一方面,计算机视觉等领域的最终目标是利用计算机来模拟人类的视觉,包括学习和能够做出推论和采取行动基于视觉输入。这个区域本身就是一个分支,人工智能 AI 的目的是模拟人类智能。这一领域的人工智能是在其早期阶段的初级阶段发展而言,进步已经比最初预想要慢得多。区域的图像分析 也称为图像理解 是在图像处理和计算机视觉之间。 没有明确的边界在连续体的一端从图像处理,计算机视觉在其他。然而,一个有用的范例是考虑三种类型的计算机化过程是这个统一体:低,中,和高过过程。低级处理涉及原始操作如图像预处理来降低噪声,对比度增强,图像锐化。一个低级过程的特点在于,实际上两个其输入和输出图像。中级处理图像的工作包括诸如分割 分区一个图像到区域或对象 ,描述的对象来减少他们一种适于计算机处理和分类 识别 的个别对象。在水平过程的特点是事实,它的输入通常是图像,但其输出属性从这些影像中 e . g。,边缘轮廓,这个身份的个人对象 。最后,高级处理涉及“让意义”的一套公认的对象,见图像分析,远远的连续介质,执行认知功能通常与视觉有关。 基于前面的评论,我们看到,一个逻辑位置重叠的图像处理和图像分析的面积是识别个别地区或对象。因此,我们所说的在这本书中数字图像处理包括流程的输入和输出是图像,此外,包括流程,从图像中提取属性,包括单个对象的识别。作为一个简单的例子来阐明这些概念,考虑该地区的自动化分析的文本。这个过程获得的图像区域包含文本。预处理,图像,提取 分段 的单个字符,描述人物以一种适于计算机处理和识别那些个别字符范围内的我们称之为数字图像处理在这本书。使意义的内容页面可以被看作是在域的图像分析,甚至计算机视觉,这取决于水平的复杂性所暗示的语句”使得用香熏。”不久将随处可见,数字图像处理,因为我们已经定义了它,是成功应用于广泛的领域的特殊社会响和经济价值。这个概念在以下章节是开发的基础方法用于这些应用领域。 1.2数字图像处理的起源 第一个数字图像的应用是在报纸行业,当第一次发送的图片是伦敦和纽约之间的海底电缆。介绍Bartlane电缆视频传输系统在1920年代早期减少所需的时间运输一幅横跨大西洋的一个多星期,不到三个小时。专业印刷设备编码的图片为电缆传输,然后在接收端重建它们。图1.1是通过这种方式传播和复制在电报打印机安装字体模拟半色调图案。 最初的一些问题在改善视觉质量的这些早期的数码照片相关的选择印刷过程和分布的强度水平。印刷方法用于获得无花果。1.1是放弃了向1921年底赞成一个技术基于摄影再生产由磁带穿孔在电报接收终端。图1.2显示了一个使用这种方法得到的图像。在图1.1的进步是明显的,无论是在音质和分辨率。 图1.1 数字图像是在1921年从一个编码带由 图1.2数码照片是在1922年, 电报打印机打印的 麦克法兰 根据一个穿越大西洋传递两 用特殊的打印方式 次的的信号,打印出来的。 有些错误是可见的。 早期的Bartlane系统能够编码图像在五个不同层次的灰色。此功能是在1929年增加到15水平