《数字图像处理》读书笔记1：绪论

1 基本概念

1.1 函数f(x, y)

函数$f(x,y)$ 可以用来表示一副图像，x和y是平面坐标，$f(x,y)$的结果$f$叫做幅值，表示该点处的强度或者灰度。

1.2 数字图像（Digital Image）、像素

当$x,y$ 和 灰度值$f$是有限的离散数值时，该图像称为数字图像。
离散数值是什么，discrete variable，就是不连续的值。x 和 y其实就是二维数组的索引，f是离散值。这些具有特定位置（x，y）和幅值$f$的元素也被称之为图像元素、画面元素和像素。

1.3 电磁波谱（Electromagnetic Spectrum）

电磁波在空中以光速传播，包括可见光和无线电等多种。按照频率，波长，波源来划分，有：

• 无线电波
• 微波
• 红外线
• 可见光
• 紫外线
• 伦琴射线
• У射线（伽马射线）

等等。

2 从图像处理到计算机视觉

从左到右的顺序，也就是从低级到高级的顺序，注意，三者之间没有明确的分界点。

图像处理 、 图像分析 、 计算机视觉（属于AI的一部分）

图像处理定义：
输入和输出都是图像的处理，以及从图像中提取特征和识别目标的处理。包括了低级，中级和高级处理。

• 低级处理：降噪，对比度增强，图像尖锐化。（输入输出均为图像）

• 中级处理：分割，减少目标物的描述，使其更适合计算机处理及不同目标的分类。（从图像中提取特征和识别目标的处理）

• 高级处理：理解目标，视觉认知等功能。（从图像中提取特征和识别目标的处理）

3 数字图像起源

1921年，用在电报打印机上采用特殊字体对图像进行编码和解码，产生黑白图像，远距离传输。

1922年，用穿孔纸带实现的照相还原技术，提高了色调和分辨率。

1929年，支持15级灰度。

之后，现代计算机的出现和发展推动了数字图像的发展。大容量存储和显示系统快速发展，主要用于医学成像，地球遥感，天文学，考古。使用X射线的计算机断层技术(CT)是重要应用。到现在Google的程序已经能够识别猫的图像。

大量的实际使用的例子，比如：遥感使用可见光和红外波谱，紫外波段成像，血管照相术，CAT，使用微波波段的成像雷达。

除了电磁波，声波等其他技术也可以用来做数字图像处理。

数字图像处理领域的发展必须依靠数字计算机以及数据存储、显示和传输等相关技术的发展。

4 数字图像处理的基本步骤

一共包括十个步骤，分别是

• 图像获取
• 图像增强
• 图像复原
• 彩色图像处理
• 小波分析
• 压缩
• 形态学处理
• 图像分割
• 表述与描述
• 图像识别
  
  我们通过对特定的设备将获取图像， 转换为数字形式，对图像进行一些预处理，使其计算机能够更好地识别和处理，然后进行图像的修复，使图像更加接近真实，然后通过小波分析进行减噪处理，进一步进行细化处理, 对于高精度的图像，根据图像的特性选用适当的算法进行压缩编码，然后分割提取特征，最后与数据库中的内容进行匹配，从而识别。

注：实际处理不一定按这个顺序执行，也不一定执行所有的步骤。

5 通用图像处理系统组成

参考资料

数字图像百度百科：http://baike.baidu.com/view/286845.htm
电磁波谱百度百科：http://baike.baidu.com/view/49801.htm

《数字图像处理》 第一章：绪论