数字图像处理概览与应用详解

数字图像处理是一门涉及图像采集、处理、分析和应用的重要领域，它将传统的模拟图像处理与现代计算机技术相结合，特别是在信息时代，其影响力日益显著。课程的第一章首先介绍了图像的基本概念，强调了图像在人类信息接收中的重要性，模拟图像处理和数字图像处理之间的区别，以及各自的优势和局限。 在数字图像处理中，主要内容包括以下几个方面： 1. 图像信息的获取：这是整个流程的基础，包括通过数码设备（如数码相机和摄像机）捕获物理世界中的图像，然后通过光电转换和数字化过程将其转化为数字信号。 2. 图像信息的存储：由于图像数据量大，压缩技术被广泛应用，以减少存储空间和传输带宽的需求。这涉及到无损压缩和有损压缩两种方式，以平衡存储效率与图像质量。 3. 图像信息的传输：数字图像在计算机网络中传输时，带宽管理、编码和解码技术至关重要，以确保图像的快速、稳定传输。 4. 图像信息的处理：数字图像处理涉及广泛的算法和技术，如几何变换、图像增强（提高对比度和清晰度）、图像复原（修复损坏图像）、编码（如JPEG和HEIF）、图像识别（AI技术的基础）、图像理解和分析。 5. 图像输出与显示：处理后的数字图像最终需要以合适的格式输出到显示器或打印设备上，确保信息的可视化效果。 图像处理的应用广泛，几乎渗透到了各个领域，例如物理和化学中的结晶分析、生物医学中的细胞分析和疾病诊断，环保中的污染检测，地质学中的资源勘查，农业中的植被调查，以及军事、通信、工业、交通、法律、商业、娱乐和安全等诸多方面。 图像的表象是信息表达的一种形式，如二进制系统在数字图像处理中的应用，它能够清晰、精确地表示和处理信息。不同的表象可以通过转换在不同场景下适应和优化。 数字图像处理是一门实用性强、理论与实践结合紧密的学科，对于理解和利用视觉信息在现代科技和社会生活中起着关键作用。