【深入浅出图像算法】图像处理算法入门好文

一、引言

二、什么是图像处理算法

三、图像处理能干啥

四、学习图像处理算法的软件工具等

五、学习图像处理的层次

六、结论

一、引言

近些年，人工智能的风暴席卷全球，尤其是基于计算机视觉的创新与革命，充斥着我们的眼球，显得特别的高深莫测。其实这些高大上的应用，都离不开图像处理基本算法。

另外，经过前人的研究表明，人的感觉中，70%是通过视觉进行感知世界的，人眼捕获的图像，经过大脑皮层，神经的处理，最终得到一个我们想得知的结果，反馈给大脑的中控。其实，图像处理系统的工作原理也是有异曲同工之妙。视觉传感器捕获图像，图像处理算法以及神经网络算法等对捕获的图像进行处理，最终结果反馈给中控。

图像处理算法是计算机理解图像所必须的环节之一。

二、什么是图像处理算法

图像处理算法是计算机处理图像的一系列方法，通过这些不同的方法，计算机对图像进行不同方式的处理与理解，这些环节环环相扣，共同为了最终的终极理解目标贡献力量。包括图像去噪，图像变换，图像分析，图像压缩，图像增强等等。

下图是Lena图，是图像处理的基本图像之一，每一个学习图像算法的同学都认识此美女。而现在，这位大家都知道的美女，已经变成了老奶奶。下图只是我们常用的半身图，有兴趣的同学可以去找下Lena的全身图啊，有惊喜！

三、图像处理能干啥

图像处理算法可以说在各个领域中都有应用，并且日趋成熟。

汽车领域

近期引起业内震动的华为自动驾驶汽车具备13个摄像头传感器，这些摄像头所捕获的图像均需要图像处理算法进行处理，最终得到所需要的内容。

另外车牌识别系统，自动泊车，车道偏移辅助系统也是成熟的图像处理算法应用。

2.医疗领域

医疗影像设备也需要图像处理算法作为支撑，来获取以及优化所采集到的图像，并对目标进行检测，测量等工作。

3.机器视觉

工业自动化，极大地解放了人们的双手，有些危险的工作，以及无聊的工作都可以交给图像处理系统去判定，例如，钢铁行业的焊缝检测，空瓶识别等，我们平时上班所用到的指纹识别，虹膜识别等，也是图像算法的应用之一。

另外，金融行业也有图像算法的身影，比如点钞机，清分机等，都是通过传感器采集的图像，然后进行图像分析，最终确定纸币的，面值，面向，真伪，污渍等信息。

图像处理算法的应用其实有很多很多，也是很成熟的应用，再次仅举如上例子，不在赘述。

四、学习图像处理算法的软件工具等

图像处理的软件方面，主要由Matlab、python、C/C++构成。其中Matlab与python都能对算法进行快速的仿真，C/C++通常是对算法实现。而图像算法有着开源算法库，如OPENCV,halcon等。

Matlab

Matlab是MathWork公司出品的算法研究神器，他的强大之处在于超级强大的矩阵处理能力，另外它能快速的对算法进行实现，或者调用算法库对算法进行仿真，非常的简洁明了，语法容易被初学者掌握。对于高校的学生以及图像算法初学者来说非常的友好。

2.Python

Python是近些年新兴起的变成语言，发展循序，可以说Python已经逐渐成为当下语言的新标准，python成为一颗冉冉升起的新星，主要是得益于它的各种依赖库，可以很方便的进行图像处理，机器学习，深度学习等方向的数据验证，以及模型选择。

3.C/C++

C/C++是图像算法编程者必须掌握的语言，它是算法能够运行在各种板子与处理器的基础，C++可以调用OPENCV的库进行图像处理运算，而C语言只能从算法的底层写起，一点一点写自己的图像处理算法。该语言具有运算速度快的优点，是算法实现阶段的首选。

五、学习图像处理的层次

能够使用常用的算法库进行随心所欲的图像处理操作

该层次通常是图像处理算法初学者以及高校学生刚入学一年级的水平，能够通过常用的算法，达到自己想要的目的。

2.能够理解并实现算法的底层原理，并对其进行人工实现。

该层次需要对算法的每一步骤，以及内部的原理进行理解，理解深层次的数学原理，并且能够使用变成语言进行实现，同时还要兼顾算法的高效性以及正确性。是上一层次的进阶，达到这一层次，才敢说图像处理算法初窥门径。

3.能够根据实际的应用以及数据情况，更改算法的参数以及底层逻辑，获得所需的效果。

该层次能够根据现实的情况进行算法的组织以及改进，是学术研究与产品落地，以及解决方案的建立的必备技能。

六、结论

图像处理领域是典型的入门很容易，但深入发展水很深的一个学科，利用现有的图像处理算法进行图像处理很简单，但是深入到原理层面以及创新层面，就不是同一个难度等级的事情了，这也就是图像科学家的可敬之处。

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