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数字图像处理:关键技术与广泛应用
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更新于2024-06-26
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数字图像处理技术.docx 本文档深入探讨了数字图像处理技术的概论及其在信息技术领域的发展历程。自20世纪中期随着计算机技术的兴起,数字图像处理逐渐崭露头角,尤其是在航空航天领域的月球照片处理中取得了显著的成功,标志着其应用的里程碑。 数字图像处理的研究内容广泛,主要目标包括图像的存储和传输优化,提升图像质量和视觉效果,图像理解,以及模式识别等。新世纪以来,诸如小波理论、神经元理论、数字形态学和模糊理论等新兴理论与数字图像处理技术融合,催生了新的处理方法和理论框架。例如,数学形态学与神经网络结合可用于图像去噪,这表明了传统技术的创新应用和深化发展。 图像增强作为常用技术,旨在改善图像的视觉效果,通过针对图像特点和问题进行针对性的处理,增强图像特征。另一方面,图像恢复(或图像复原)则致力于消除获取过程中的降质,恢复原始图像质量,与图像增强相似但侧重点在于逆退化过程,追求更真实的效果。 图像变换是将图像从空间域转换到频率域的过程,涉及多种正交变换,如可别离变换和统计变换,每种变换都有其特定的数学原理和应用场景。图像压缩则是为了减小数字图像存储和传输的需求,通过高效的算法减小数据量,同时保持图像的视觉质量。 数字图像处理技术已经从最初的航空航天应用扩展到众多领域,如医学影像、安防监控、工业检测等,技术的革新和理论的进步使得处理效率和效果持续提升,为现代生活和科学研究提供了强大工具。
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理的主流。常见的数字图像处理有:图像的采集、数字化、编码、增强、恢复、
变换、压缩、存储、传输、分析、识别、分割等。图像处理的各个容是相互联系
的,一个实用的图像处理系统往往结合几种图像处理技术才能得到所需的结果,
图象数字化是将一个图像变换为适合计算机处理的形式的第一步,图像编码可用
以传输和存储图像,图像增强和复原可以是图像处理的最后目的,也可以是为进
一步的处理做准备。通过图像分割得到的图像特征可以作为最后结果,也可以作
为下一步图像分析和识别的根底。
四.数字图像处理技术
1.图像数字化
图像数字化是计算机处理图像之前的根本步骤,目的是把真实的图像转变成
计算机能够承受的存储格式,数字化过程分为采样和量化两个步骤。
图像在某个空间上的离散化状态称为采样,即用空间上局部点的灰度值来表
示图像,这些点称为样点。采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像,采样结
果质量的上下用图像分辨率来衡量。采样方法可分为两种:点阵采样〔直接对表
示图像的二维函数值进展采样〕和正交系数采样〔对图像函数进展正交变换,用
其变换系数作为采样值〕。
量化是指要使用多大围的数值来表示图像采样后的每个点,这个数值围包括
了图像上所能使用的颜色总数。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数。所以,
量化位数越大,表示图像可以拥有的颜色越多,可以产生更为细致的图像效果。
图像经过采样和量化后才能产生一计算机能够处理的数字化图像,不仅可减
少计算量,而且可获得更有效的处理。
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