數(shù)字圖像處理的理論基礎(chǔ)及常用處理方法

數(shù)字圖像處理的理論基礎(chǔ)及常用處理方法摘要：本文介紹了數(shù)字信號(hào)處理的起源、發(fā)展，并簡要概述了數(shù)字圖像處理所研究的內(nèi)容和處理數(shù)字圖像的幾大模塊。同時(shí)，也大致介紹了常用的處理數(shù)字圖像的方法。最后展望了數(shù)字圖像處理的發(fā)展前景。Abstract:Thispaperdescribestheoriginofdigitalimageprocessing,development,andabriefoverviewofdigitalimageprocessingofthecontentandprocessdigitalimagesofseveralmodules.

Alsoabroadoverviewofthecommonlyusedmethodofprocessingdigitalimages.

Finally,lookingaheadthefutureprospectsforthedevelopmentofdigitalimageprocessing.關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像處理（DigitalImageProcessing）；理論基礎(chǔ)；處理方法一、數(shù)字圖像處理的起源及發(fā)展數(shù)字圖像處理（DigitalImageProcessing）又稱為計(jì)算機(jī)圖像處理，它是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理的過程。數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)的電子計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一定水平，人們開始利用計(jì)算機(jī)來處理圖形和圖像信息。但是50年代的計(jì)算機(jī)主要還是用于數(shù)值計(jì)算，滿足不了處理大量數(shù)據(jù)圖像的要求。數(shù)字圖像處理作為一門學(xué)科大約形成于20世紀(jì)60年代初期。伴隨著第三代計(jì)算機(jī)的研制成功，以及快速傅里葉變換算法的的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用使得對(duì)圖像的某些計(jì)算得以實(shí)際實(shí)踐。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量，它以人為對(duì)象，以改善人的視覺效果為目的。在70年代圖像技術(shù)有了長足進(jìn)展，80年代，硬件的發(fā)展使得人們不僅能處理2-D圖像而且能處理3-D圖像，許多能獲取3-D圖像的設(shè)備和處理分析3-D圖像的系統(tǒng)研制成功，圖像技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。二、數(shù)字圖像處理的研究內(nèi)容數(shù)字圖象處理，就是采用計(jì)算機(jī)對(duì)圖象進(jìn)行信息加工。圖象處理的主要內(nèi)容有：圖像的采集、增強(qiáng)、復(fù)原、變換、編碼、重建、分割、配準(zhǔn)、嵌拼、融合、特征提取、模式識(shí)別和圖象理解。對(duì)圖像進(jìn)行處理(或加工、分析)的主要目的有三個(gè)方面：1)提高圖像的視感質(zhì)量,如進(jìn)行圖像的亮度、彩色變換,增強(qiáng)、抑制某些成分,對(duì)圖像進(jìn)行幾何變換等,以改善圖像的質(zhì)量。2)提取圖像中所包含的某些特征或特殊信息,這些被提取的特征或信息往往為計(jì)算機(jī)分析圖像提供便利。提取特征或信息的過程是模式識(shí)別或計(jì)算機(jī)視覺的預(yù)處理。提取的特征可以包括很多方面,如頻域特征、灰度或顏色特征、邊界特征、區(qū)域特征、紋理特征、形狀特征、拓?fù)涮卣骱完P(guān)系結(jié)構(gòu)等。3)圖像數(shù)據(jù)的變換、編碼和壓縮,以便于圖像的存儲(chǔ)和傳輸。不管是何種目的的圖像處理,都需要由計(jì)算機(jī)和圖像專用設(shè)備組成的圖像處理系統(tǒng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、加工和輸出。三、數(shù)字圖像處理和分析模塊的基本構(gòu)成一個(gè)基本的圖像（處理和分析）可由五部分表示：這五部分分別是：采集、顯示、存儲(chǔ)、通信、處理和分析。1）圖像采集模塊為采集數(shù)字圖像，需要兩種裝置。一種是對(duì)某個(gè)電磁能量譜段（如X射線、可見光、紅外線等）敏感的物理器件，它能產(chǎn)生與所接受到的電磁能量成正比的（模擬）電信號(hào)。另一種稱為數(shù)字化器，他能將上述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，所有采集數(shù)字圖像的設(shè)備都需要這兩種裝置。2）圖像顯示模塊對(duì)于圖像處理來說，最終的目的是要顯示給人看的。對(duì)于圖像分析來說，分析的結(jié)果也可以借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)換為圖像形式直觀的顯示。所以圖像的顯示對(duì)其處理和分析系統(tǒng)是非常重