（一）数字图像处理简介

1.数字图像
数字图像是空间域离散、幅度上量化的图像，将模拟图像经过空间域采样，幅度上量化，即可得到数字图像。有二值图像（黑白）、灰度图像、彩色图像、点云图像（建模）、彩色图像+深度图像。
2.图像处理方式分类
光学图像处理——利用光学器件直接对光学图像进行处理。
例如：在焦点上的一个点光源投射一束入射光，透过透镜变成平行光线；提取逻辑为 ;
入射光为平行均匀光，透过透镜汇聚到焦平面上为一点；提取逻辑为
。
模拟电信号图像处理 ——将光学图像信号转化为模拟电信号，对模拟电路进行处理。
图像信号需要经采集、调制、解调、重现等，处理精度依赖于基本元器件电容、电感、电阻与电路结构，而且如果更换处理方法，则需更换相应的电路或器件。
数字图像处理——依托数值计算设备，以数值计算的方式对数字化的图像进行处理。
①编写软件实现该处理方法对应的数学模型或公式；
②容易更换处理方法，只需更新处理算法对应的代码；
③精度高。
2.图像处理方式
图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割和图像分析等。
3.图像处理的应用
CT技术的图像重构依托Radon理论（Radon理论——任意二维或三维物体可以用其无穷多个投影数据来表征）。
4.数字图像处理核心技术
图像获取——利用图像采集设备获取一幅图像；模拟图像：视觉传感器（CCD、CMOS）；数字图像：视觉传感器+数字化器，数字化器包括采样和量化两部分。
图像增强——面对某一目标对图像感兴趣的部分进行处理，以改善图像的视觉质量。特点：面向目标，不考虑见降质原因；处理结果图像存在局部优化特点。
图像复原——对于降质图像去除其降质因素，尽可能回复图像的本来面目。特点：面向原因，对图像降质过程求逆，处理结果图像存在全局优化特点。
图像重建——即投影数据重建图像的技术。对于一些二维（三维）物体及其内部内容位置，通过其他手段获取其投影数据，由投影数据重建出三维数据（二维图像）。比如CT等。
图像压缩——去除图像冗余，减少图像表示的数据量，以便减少图像传输、处理时间及存储容量。包括有损压缩编码（有误差）和无损压缩（无失真）编码。
图像分割——把图像分割成若干个特定的、具有独特性质的区域的技术。
图像特征提取——对图像分割得到的每个区域提取其特征并形成特征表示向量。
图像识别、分类——根据区域的特征通过学习将其映射为区域做对应的语义概念。
目标检测——自动判断图像中是否存在一个或多个指定类别对象，并在图像中标记出其位置。
视觉关系表达——表示对象之间的空间位置关系、交互关系等。
还有行为识别、图像描述…