圖像處理(imageProcessing)技術

圖像處理(imageProcessing)利用計算機對圖像進行分析,以達到所需的結果。

圖像處理可分為模擬圖像處理和數字圖像處理,而圖像處理一般指數字圖像處理。

這種處理大多數是依賴於軟件實現的。

其目的是去除干擾、噪聲,將原始圖像編程適於計算機進行特徵提取的形式,主要包括圖像採樣、圖像增強、圖像復原、圖像編碼與壓縮和圖像分割。

1、圖像採集

圖像採集是數字圖像數據提取的主要方式。數字圖像主要藉助於數字攝像機、掃描儀、數碼相機等設備經過採樣數字化得到的圖像,也包括一些動態圖像,並可以將其轉為數字圖像,和文字、圖形、聲音一起存儲在計算機內,顯示在計算機的屏幕上。圖像的提取是將一個圖像變換為適合計算機處理的形式的第一步。

2、圖像增強

圖像在成像、採集、傳輸、複製等過程中圖像的質量或多或少會造成一定的退化,數字化後的圖像視覺效果不是十分滿意。為了突出圖像中感興趣的部分,使圖像的主體結構更加明確,必須對圖像進行改善,即圖像增強。通過圖像增強,以減少圖像中的圖像的噪聲,改變原來圖像的亮度、色彩分佈、對比度等參數。圖像增強提高了圖像的清晰度、圖像的質量,使圖像中的物體的輪廓更加清晰,細節更加明顯。圖像增強不考慮圖像降質的原因,增強後的圖像更加賞欣悅目,為後期的圖像分析和圖像理解奠定基礎。

3、圖像復原

圖像復原也稱圖像恢復,由於在獲取圖像時環境噪聲的影響、運動造成的圖像模糊、光線的強弱等原因使得圖像模糊,為了提取比較清晰的圖像需要對圖像進行恢復,圖像恢復主要採用濾波方法,從降質的圖像恢復原始圖。圖像復原的另一種特殊技術是圖像重建,該技術是從物體橫剖面的一組投影數據建立圖像。

4、圖像編碼與壓縮

數字圖像的顯著特點是數據量龐大,需要佔用相當大的存儲空間。但基於計算機的網絡帶寬和的大容量存儲器無法進行數據圖像的處理、存儲、傳輸。為了能快速方便地在網絡環境下傳輸圖像或視頻,那麼必須對圖像進行編碼和壓縮。目前,圖像壓縮編碼已形成國際標準,如比較著名的靜態圖像壓縮標準JPEG,該標準主要針對圖像的分辨率、彩色圖像和灰度圖像,適用於網絡傳輸的數碼相片、彩色照片等方面。由於視頻可以被看作是一幅幅不同的但有緊密相關的靜態圖像的時間序列,因此動態視頻的單幀圖像壓縮可以應用靜態圖像的壓縮標準。圖像編碼壓縮技術可以減少圖像的冗餘數據量和存儲器容量、提高圖像傳輸速度、縮短處理時間。

5、圖像分割技術

圖像分割是把圖像分成一些互不重疊而又具有各自特徵的子區域,每一區域是像素的一個連續集,這裡的特性可以是圖像的顏色、形狀、灰度和紋理等。圖像分割根據目標與背景的先驗知識將圖像表示為物理上有意義的連通區域的集合。即對圖像中的目標、背景進行標記、定位,然後把目標從背景中分離出來。目前,圖像分割的方法主要有基於區域特徵的分割方法、基於相關匹配的分割方法和基於邊界特徵的分割方法。由於採集圖像時會受到各種條件的影響會是圖像變的模糊、噪聲干擾,使得圖像分割是會遇到困難。在實際的圖像中需根據景物條件的不同選擇適合的圖像分割方法。圖像分割為進一步的圖像識別、分析和理解奠定了基礎。