数字图像处理概述
1.数字图像处理的概念
视觉是人类最高级的感觉器官,图像在人类感知中扮演着最重要的角色,这一点毋庸置疑。然而,人类的感知仅限于电磁波谱的可见波段,而成像机器可以覆盖从伽马射线到红外线的几乎整个电磁波谱。它们可以处理人类不习惯的图像源,包括超声波、电子显微镜和计算机生成的图像。
数字图像处理(Image)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、恢复、分割、提取特征等方法和技术。
数字图像处理的出现和快速发展主要受到三个因素的影响:
计算机的发展;
数学的发展(特别是离散数学理论的创立和完善);
军事、工业和医疗等领域的广泛应用需求日益增长。
图像可以定义为二维函数 f(x,y),其中 x 和 y 是空间坐标,任意一对空间坐标 (x,y) 处的振幅 f 称为强度或灰度。当 x、y 和振幅 f 为有限的离散值时,图像称为数字图像。
图像强度(图像)、灰度
图像强度表示的是单通道图像像素的强度(值),在灰阶图像中就是图像的灰度,在RGB颜色空间中可以理解为R通道的像素灰度值,G通道的像素灰度值,A通道的像素灰度值,或者B通道的像素灰度值,RGB三个图像中就是A通道的像素灰度值,其他颜色空间类似,也就是图像各个通道的像素灰度值。
像素
像素是图像最基本的组成单位元素:分辨率是指长宽两个方向上的像素个数。一个像素有多大呢?主要取决于显示器的分辨率,同一个面积,不同的显示器,其像素大小是不一样的。
从图像处理到计算机视觉的连续体中没有明确的界限。然而,可以考虑三种典型的计算过程(即低级、中级和高级处理)来区分此连续体中的各个学科。
2. 图像存储
大规模的存储容量在图像处理中必不可少,假设一幅图像的大小为1024*1024像素,每个像素的亮度为8位(即0-255灰度表示),如果图像没有经过压缩,则需要1MB的存储空间。
图像处理应用程序的存储主要分为三类: