可视化图像处理系统的设计与实现 第二章.doc

广西工学院计算机2005毕业论文第二章数字图像处理简介13第二章数字图像处理简介第一节图像处理概况一、基于计算机的图像处理在这个高度信息化的社会中，图形图像和计算机在人们的生活中越来越重要。用计算机处理图像的技术也得到了迅速的发展的普及。图像（Image）有各种各样的形式，图2-1对各种图像进行了归纳。根据处理图像的种类、处理结果的精度、处理速度的不同，有必要选择不同的处理方法。图2-1现在电视机的显像管已经被用在个人计算机的显示器中，也可以在个人的计算机中观看电视节目了。随着图像处理技术和平计算机技术的发展，摄取图像的环境也越来越多，图2-2一些示例。当然，随着技术的进步，模拟世界的电视机已经吸收了数字化技术和计算机技术，开始了全数字化的数字电视广播，打印机也从原来只能处理文字和灰度图像发展到能够处理彩色动态图像了。计算机图形学（computergraphics）和图像处理（imageprocessing）是随着计算机技术图像静态图像二值图像例如文字，图形动态图像灰度图像例如黑白照片彩色图像例如彩色照片高精度（广角）彩色图像例如印刷图像多光谱段图像例如卫星图像灰度图像例如用于产品检查的摄像机彩色图像例如普通电视、高清晰度电视的图像广西工学院计算机2005毕业论文第二章数字图像处理简介14的发展兴起的两种技术，但是它们相互作用，共同成长，与在已经很难把它们严格区分开来了。图2-2二、各种图像处理的特点电视机中的特殊效果、自动售货机中纸币的读取、邮政编码的自动识别等都用到了图像处理技术。图像处理应用越来越广泛。如在医院现在采用计算机处理图像已经成为疾病诊断的重要方法。另外，把人体内的状态进行图像化的特殊图像处理装置也在疾病诊断中使用。例如MRI（magneticresonanceimaging，核磁共振成像）和CT（computedtomography，计算机断层摄影），这个方法是划时代的，许多医学书籍甚至已经被MRI图像和CT图像重新改写。图像处理的对象非常广泛，图像处理技术也应用于越来越多的领域中。而平常身边也有很多实际应用的图像处理：·办公室中的图像处理对于文本和画面上的应用，主要是对黑白二值图像进行处理。例如对文本图像上文字的自动判别、自动识别手写画面等。图像娱乐游戏机互联网电影电视医疗印刷移动电话话，气象录像机、光盘办公自动化机器人打印机地图广西工学院计算机2005毕业论文第二章数字图像处理简介15·医学中的图像处理在医学领域中很早就开始处理X射线照片和显微镜中的成像等大量图像，利用图像处理技术进行了染色体的分折与细胞的自动分类等研究，这是图像处理最先进的领域。另外，由于近年来科学技术的快速发展，出现了可以把无法看见的世界图像化的方法。前面说明的MRI的CT就是代表性的实例，现在还出现了使用超声波来观察胎内婴儿动作的装置。·遥感图像处理这是处理从人造卫星拍摄的图像，使资源信息和气象住处等图像化的方法。主要应用在农业、渔业、环境污染调查、城市规化等方面。·工业中的图像处理在工厂自动化中也使用各种图像处理。主要用在缺欠品的自动检查，产业用机器人的视觉等方面。为了在安装和生产线上使用，对于从摄像机输入的图像，有必要进行高速简单的处理。·电视、电影中的图像处理在电视、电影领域中，作为特殊效果来使用的情况很多，如在新节目制作方法的开发中利用图像变形或者图像合成等。·其他最近，出现了识别指纹图像或者眼膜纹图像的电子钥匙等。由于个人计算机技术的快速发展，图像处理越来越贴近实际的生活。以前只有高级的计算机才能处理的图像，现在用个人计算机便能处理。而且由于数字通信技术的进步、互联网的普及，许多图像和图像处理程序都能很容易找到，渐渐营造出个人也能很容易体验图像处理的环境。三、数字图像处理的特征现在说到图像处理，就意味着基于计算机的图像处理，但是也有使用光学系统的模拟图像处理（analogimageprocessing）。例如，在照片摄影中装上遮光片拍摄柔和的气氛、打开快门拍摄流星的运动。数字图像处理（digitalimageprocessing）就是通过在计算机上进行计算来实现与上述相同的处理。数字图像处理的优点可总结为以下几点。·处理正确、具有再现性。广西工学院计算机2005毕业论文第二章数字图像处理简介16由于通过计算机进行处理，正确性不必说了，而且同样的程序即使数次运行，也能得到同样的结果，具有再现性。·容易控制通过程序能够自由设定及变更控制用的各种参数。·处理的多样性处理都是由程序进行的，只要变更一下程序，就能够实现各种各样的处理。另外，能够组合程序，自己开发新程序。另一方面,也有其缺点·数据量大。图像数据数字化后输入到计算机内，例如，把17英寸的电视屏幕大小的图像按各个颜色数字化后输入计算机内，就相当于水平700像素垂直500像素3个单位色约为1MB的数据。这相当于一张软盘的容量。·费时。由于数据量大，处理图像所花费的时间多，如果处理1个像素花1毫秒，处理700500像素的数据就要花350秒。第二节图像处理基础知识一、图像处理的硬件构成图像处理需要什么设备？图2-3给出了一般图像处理系统的构成：用于图像获取的图像输入装置、用于图像存储器以及进行图像处理的中央处理器（CPU）等。其实，一台个人计算机加上扫描仪就构成了一种图像处理系统。下面详细介绍构成图像处理系统的各部分。图像输入装置外，、外存摄像机，扫描仪等图2-3USBIEEE1394其他CPU硬盘内存显示器