数字图像处理的基本概念和图像变换 图像增强、图像恢复与重建、图像编码与压缩 图像分割、二值图像处理与形状分析、纹理分析、模板匹配与模式识别 推荐你看一下武汉大学出版社的贾永红老师的《数字图像处理》 里面把图像处理的基本内容都讲到了 另外你自己可以了解一下常用的图像处理软件。
图像处理(image processing),用计算机对图像进行分析,以达到所需结果的技术。又称影像处理。图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用工业相机、摄像机、扫描仪等设备经过拍摄得到的一个大的二维数组,该数组的元素称为像素,其值称为灰度值。图像处理技术的一般包括图像压缩,增强和复原,匹配、描述和识别3个部分。 常见的系统有康耐视系统、图智能系统等,目前是正在逐渐兴起的技术。
1.采样 图像在空间上的离散化称为采样。
也就是用空间上部分点的灰度值代表图像,这些点称为采样点。问题:一幅图像需采样多少点能达到不失真?采样符合采样定理时图像不失真,即:Fs >= 2Fmax.2.量化 模拟图像经过采样后,在时间和空间上离散化为像素。
但采样所得的像素值(即灰度值)仍是连续量。 把采样后所得的各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。
量化等级越多,所得图像层次越丰富,灰度分辨率高,图像质量好,但数据量大; 量化等级越少,图像层次欠丰富,灰度分辨率低,会出现假轮廓现象,图像质量变差,但数据量小。 量化可分为均匀量化和非均匀量化。
均匀量化是简单地在灰度范围内等间隔量化。 非均匀量化是对像素出现频度少的部分量化间隔取大,而对频度大的量化间隔取小。
一般情况下,对灰度变化比较平缓的部分用比较多的量化级,在灰度变化比较剧烈的地方用比较高的分辨率。 一般,当限定数字图像的大小时, 为了得到质量较好的图像可采用如下原则: (1) 对缓变的图像, 应该细量化, 粗采样, 以避免假轮廓。
(2) 对细节丰富的图像, 应细采样, 粗量化, 以避免模糊(混叠)。
数字图像处理
DIP(Digital Image Processing)
广义:与图像相关的处理(图像分析、理解和计算机视觉等)
狭义(从输入和输出内容):对图像进行各种加工,以改善图像的视觉效果或突出目标,强调图像之间进行的变换,是一个从图像到图像的过程
广义上分为三种类型:低、中、高级处理
成像原理可以简单的概括为电荷耦合器件(CCD)接收光学镜头传递来的影像,经 模/数转换器(A/D)转换成数字信号后贮于存贮器中。数码相机的光学镜头与传统相机相同,将影像聚到感光器件上,即(光)电荷耦合器件(CCD) 。C CD替代了传统相机中的感光胶片的位置,其功能是将光信号转换成电信号,与电视摄像相同
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数字图像处理(Digital Image Processing)
学习数字图像处理在工程领域被广泛应用,就所涉及的专业来说,计算机类和通信电子类有数字图像处理的具体专业的研究方向,由于在专业学习过程中,两类学科有很多交叉的地方,所以这两类学科所研究的东西有很多很多相似的地方,甚至研究同一个东西
对于数字图像处理的数学基础先修课程,具体参考国内工科院校的计算机,通信,电子专业的本科所开设的课程
就数字图像处理的研究热点和发展方向来说,对数学基础课程的要求更高了,建议加强概率论与数理统计,线性代数,矩阵论,随机过程的学习。
除此之外,根据你的学习要求,必须注重对信号与系统,通信原理,DSP(数字信号处理),计算机图形学,人工智能,模式识别,神经网络……等专业基础课的学习。
要想学好数字图像处理,数学基础课可基本的专业基础课是必要的先修课程。这些非常重要的。
这样可以么?
1、图像获取是数字图像处理的第一步处理。图像获取与给出一幅数字形式的图像一样简单。通常,图像获取阶段包括图像预处理,譬如图像缩放。
2、图像增强是对一幅图像进行操作,使其结果在特定应用中比原始图像更适合进行处理。“特定”一词很重要,因为增强技术建立在面向问题的基础上,例如,对增强X射线图像十分有用的方法,对增强电磁波谱中红外波段获取的卫星图像可能就不是好方法。不存在图像增强方法的通用理论,图像增强方法多种多样,特殊情况特殊对待。
3、图像复原也是改进图像外观的处理领域。与图像增强不同,图像增强是主观的,而图像复原是客观的;复原技术倾向于以图像退化的数学或概率模型为基础。而增强以什么是好的增强效果这种主观偏爱为基础。
4、彩色图像处理,第6章涵盖许多彩色模型和数字域彩色处理的基本概念。彩色也是图像中提取感兴趣区域的基础。
5、小波是以不同分辨率来描述图像的基础。本书中为图像数据压缩和金字塔表示使用了小波,此时图像被成功地细分为较小的区域。
6、压缩指的是减少图像存储量或降低图像带宽的处理。互联网是以大量的图片内容为特征的,例如,jpg文件扩展名用于jpeg的图像压缩标准。jpeg格式的图像可以用最少的磁盘空间得到较好的图像质量。
7、形态学处理涉及提取图像成分的工具,这些成分在表示和描述形状方面很有用。这一章的内容将从输出图像处理到输出图像属性处理的转换开始。
8、分割过程将一幅图像划分为其组成部分或目标。通常,自动分割是数字图像处理中最困难的任务之一。成功地把目标逐一分割出来是一个艰难的分割过程。通常,分割越准确,识别越成功。
9、表示与描述,选择一种表示仅是把原始数据转换为适合计算机进行后续处理的形式的一部分。为描述数据以使感兴趣的特征更加明显,必须确定一种方法。描述又称为特征选择,它涉及提取特征,可得到某些感兴趣的定量信息,或是区分一组目标与其他目标的基础。
10、目标识别,是基于目标的描述给该目标赋予标志(如“车辆”)的过程。
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数字图像处理主要研究的内容有以下几个方面: 1) 图像变换由于图像阵列很大,直接在空间域中进行处理,涉及计算量很大。
因此,往往采用各种图像变换的方法,如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术,将空间域的处理转换为变换域处理,不仅可减少计算量,而且可获得更有效的处理(如傅立叶变换可在频域中进行数字滤波处理)。目前新兴研究的小波变换在时域和频域中都具有良好的局部化特性,它在图像处理中也有着广泛而有效的应用。
2) 图像编码压缩图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量(即比特数),以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量。压缩可以在不失真的前提下获得,也可以在允许的失真条件下进行。
编码是压缩技术中最重要的方法,它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术。 3) 图像增强和复原图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量,如去除噪声,提高图像的清晰度等。
图像增强不考虑图像降质的原因,突出图像中所感兴趣的部分。如强化图像高频分量,可使图像中物体轮廓清晰,细节明显;如强化低频分量可减少图像中噪声影响。
图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解,一般讲应根据降质过程建立"降质模型",再采用某种滤波方法,恢复或重建原来的图像。 4) 图像分割图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。
图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来,其有意义的特征有图像中的边缘、区域等,这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。虽然目前已研究出不少边缘提取、区域分割的方法,但还没有一种普遍适用于各种图像的有效方法。
因此,对图像分割的研究还在不断深入之中,是目前图像处理中研究的热点之一。 5) 图像描述是图像识别和理解的必要前提。
作为最简单的二值图像可采用其几何特性描述物体的特性,一般图像的描述方法采用二维形状描述,它有边界描述和区域描述两类方法。对于特殊的纹理图像可采用二维纹理特征描述。
随着图像处理研究的深入发展,已经开始进行三维物体描述的研究,提出了体积描述、表面描述、广义圆柱体描述等方法。 6) 图像分类(识别)图像分类(识别)属于模式识别的范畴,其主要内容是图像经过某些预处理(增强、复原、压缩)后,进行图像分割和特征提取,从而进行判决分类。
图像分类常采用经典的模式识别方法,有统计模式分类和句法(结构)模式分类,近年来新发展起来的模糊模式识别和人工神经网络模式分类在图像识别中也越来越受到重视。
数字图像处理的主要研究内容有哪些?并简要说明。
主要研究内容有:图像增强、图像编码、图像复原、图像分割、图像分类和图像重建。 图像增强用于改善图像视觉质量;图像复原是尽可能地恢复图像本来面目;图像编码是在保证图像质量的前提下压缩数据,使图像便于存储和传输;图像分割就是把图像按其灰度或集合特性分割成区域的过程;图像分类是在将图像经过某些预处理(压缩、增强和复原)后,再将图像中有用物体的特征进行分割,特征提取,进而进行分类;图像重建是指从数据到图像的。
处理,即输入的是某种数据,而经过处理后得到的结果是图像。
数字图像处理(Digital Image Processing)
学习数字图像处理在工程领域被广泛应用,就所涉及的专业来说,计算机类和通信电子类有数字图像处理的具体专业的研究方向,由于在专业学习过程中,两类学科有很多交叉的地方,所以这两类学科所研究的东西有很多很多相似的地方,甚至研究同一个东西
对于数字图像处理的数学基础先修课程,具体参考国内工科院校的计算机,通信,电子专业的本科所开设的课程
就数字图像处理的研究热点和发展方向来说,对数学基础课程的要求更高了,建议加强概率论与数理统计,线性代数,矩阵论,随机过程的学习。
除此之外,根据你的学习要求,必须注重对信号与系统,通信原理,DSP(数字信号处理),计算机图形学,人工智能,模式识别,神经网络……等专业基础课的学习。
要想学好数字图像处理,数学基础课可基本的专业基础课是必要的先修课程。这些非常重要的。
主要内容有:图像增强、图像编码、图像复原、图像分割、图像分类、图像重建、图像信息的输出和显示。
图像增强用于改善图像视觉质量;图像复原是尽可能地恢复图像本来面目;图像编码是在保证图像质量的前提下压缩数据,使图像便于存储和传输;图像分割就是把图像按其灰度或集合特性分割成区域的过程。
图像分类是在将图像经过某些预处理(压缩、增强和复原)后,再将图像中有用物体的特征进行分割,特征提取,进而进行分类;图像重建是指从数据到图像的。处理,即输入的是某种数据,而经过处理后得到的结果是图像。
扩展资料
发展概况
数字图像处理最早出现于20世纪50年代,当时的电子计算机已经发展到一定水平,人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。
早期的图像处理的目的是改善图像的质量,它以人为对象,以改善人的视觉效果为目的。图像处理中,输入的是质量低的图像,输出的是改善质量后的图像,常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室(JPL)。
他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术,如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理,并考虑了太阳位置和月球环境的影响,由计算机成功地绘制出月球表面地图,获得了巨大的成功。
随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理,以致获得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图,获得了非凡的成果,为人类登月创举奠定了坚实的基础,也推动了数字图像处理这门学科的诞生。
在以后的宇航空间技术,如对火星、土星等星球的探测研究中,数字图像处理技术都发挥了巨大的作用。数字图像处理取得的另一个巨大成就是在医学上获得的成果。
参考资料来源:百度百科-数字图像处理
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