数字图像处理（第一章）
数字图像处理相关概念
| 专有名词 |
解释 |
| 数字图像 |
图：物体透射或反射光的分布，是客观存在的 像：人的视觉系统对图的接受在大脑中形成的印象或反映 图像：是图和像的有机结合，是客观世界能量或状态以可视化形式在二维平面上的投影 数字图像：物体的一个数字表示，是以数字格式存放的图像 |
| 数字图像处理 |
又称为计算机图像处理，将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程，以提高图像的实用性，从而达到人们所要求的预期结果。 |
| 数字图像处理目的 |
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| 数字图像处理特点 |
（处理后的图像一般是给人观察和评价的，因此受人的因素影响较大） |
数字图像是指图像f（x，y）在空间坐标和亮度的数字化，平面图像是一个二维亮度函数f（x，y），（x，y）定义了空间坐标，f（x，y）定义了该点的亮度或灰度。数字图像是由有限的元素组成的，每一个元素都有一个特定的位置和幅值，这些元素称为图像元素或像素。
1.2数字图像处理的应用
遥感：拍摄星球图像修复，土地测绘，气象监测，资源调查，环境污染监测
医学：磁共振图像，CT图，心电图处理（伽玛射线成像）
通信：可视电话，视频，手机电视
工业：质量检测，机器人视觉图像处理，（玻璃中气泡的监测）
安全、身份识别：指纹识别，人脸识别
1.3数字图像处理的主要研究内容
数字图像处理的内容划分为以下两个主要类别：一类是其输入输出都是图像。一类是其输入可能是图像，但输出是从这些图像中提取的属性。
图像获取：把一幅图像转换成适合输入计算机和数字设备的数字信号。图像获取是数字图像处理的第一步处理。通常，图像获取阶段包括图像预处理，譬如图像缩放。
图像增强是对一幅图像进行操作，使其结果在特定应用中比原始图像更适合进行处理。“特定”一词很重要，因为增强技术建立在面向问题的基础上，不存在图像增强方法的通用理论，图像增强方法多种多样，特殊情况特殊对待。例如，对增强X射线图像十分有用的方法，对增强电磁波谱中红外波段获取的卫星图像可能就不是好方法。
图像复原也是改进图像外观的处理领域。与图像增强不同，图像增强是主观的，而图像复原是客观的；复原技术倾向于以图像退化的数学或概率模型为基础。而增强以什么是好的增强效果这种主观偏爱为基础。
彩色图像处理涵盖许多彩色模型和数字域彩色处理的基本概念。彩色也是图像中提取感兴趣区域的基础。
小波变换是以不同分辨率来描述图像的基础。本书中为图像数据压缩和金字塔表示使用了小波，此时图像被成功地细分为较小的区域。（不考）
图像压缩指的是减少图像存储量或降低图像带宽的处理。互联网是以大量的图片内容为特征的，例如，jpg文件扩展名用于jpeg的图像压缩标准。jpeg格式的图像可以用最少的磁盘空间得到较好的图像质量。
形态学处理涉及提取图像成分的工具，这些成分在表示和描述形状方面很有用。这一章的内容将从输出图像处理到输出图像属性处理的转换开始。
图像分割过程将一幅图像划分为其组成部分或目标。通常，自动分割是数字图像处理中最困难的任务之一。成功地把目标逐一分割出来是一个艰难的分割过程。通常，分割越准确，识别越成功。
表示与描述选择一种表示仅是把原始数据转换为适合计算机进行后续处理的形式的一部分。为描述数据以使感兴趣的特征更加明显，必须确定一种方法。描述又称为特征选择，它涉及提取特征，可得到某些感兴趣的定量信息，或是区分一组目标与其他目标的基础
目标识别，是基于目标的描述给该目标赋予标志（如“车辆”）的过程。
5.数字图像处理（Digital image processing）
补充内容：
（1）几何处理（Geometrical Image Processing）
主要包括坐标变换，图像的放大、缩小、旋转、移动，多个图像配准，全景畸变校正，扭曲校正，周长、面积、体积计算等。
（2）算术处理（Arithmetic Processing）（第二章讲应用）
主要对图像施以＋、－、×、÷等运算，虽然该处理主要针对像素点的处理，但非常有用，如医学图像的减影处理就有显著的效果。
(3）图像增强（Image Enhancement）
就是突出图像中感兴趣的信息，而减弱或去除不需要的信息，从而使有用信息得到加强。
改善图像的视觉效果，提高图像成分的清晰度；
使图像变得更有利于计算机处理，便于进一步进行区分或解释。
（4）图像复原（或恢复）（Image Restoration）
就是尽可能地减少或者去除图像在获取过程中的降质（干扰和模糊），恢复被退化图像的本来面貌，从而改善图像质量。
关键是对每种退化（图像品质下降）建立一个合理的模型。
(5）图像重建（Image Reconstruction）
是从数据到图像的处理。即输入的是某种数据,而处理结果得到的是图像。典型应用有CT技术和三维重建技术。
（6）图像编码（Image Encoding）
主要是利用图像信号的统计特性及人类视觉的生理学及心理学特征对图像信号进行高效编码，其目的是压缩数据量，以解决数据量大的矛盾。
（7）图像识别（Image Recognition）
利用计算机识别出图像中的目标并分类、用机器的智能代替人的智能。它所研究的领域十分广泛，如，机械加工中零部件的识别、分类；从遥感图片中分辨农作物、森林、湖泊和军事设施；从气象观测数据或气象卫星照片准确预报天气；从X光照片判断是否发生肿瘤；从心电图的波形判断被检查者是否患有心脏病；在交通中心实现交通管制、识别违章行驶的汽车及司机，等等。
1.4数字图像处理的主要方法
1.空域法
把图像看作是平面中各个像素组成的集合，然后直接对这一二维函数进行相应的处理。主要有两大类：
域处理法：包括梯度运算，拉普拉斯算子运算，平滑算子运算和卷积运算。
点处理法：包括灰度处理，面积、周长、体积、重心运算等等。
2.变换域法
数字图像处理的变换域处理方法是首先对图像进行正交变换，然后在施行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。 包括滤波、数据压缩、特征提取等处理。