1.1什么是数字图像处理

一副图像可以定义为一个二维函数f(x,y)，其中x，y空间平面坐标，任意一对空间坐标f(x,y)处的赋值f则成为图像在该点的强度或者灰度。
当x,y,f都是有限的离散量时，我们称该图像为数字图像，需要注意的是数字图像是由有限数量的元素组成，每个元素都有一个特定的位置和数值，这些元素被称为画图元素、图像元素、像素。
数字图像处理指的是借助数字计算机来处理数字图像。

1.2数字图像处理的起源

1.3数字图像处理技术应用领域

今天，数字图像处理主要图像源是电磁波谱，其中重要的图像源包括声波、超声波和电子（形式为电子显微镜下的电子束）。
电磁波可以定义为以各种波长传播的正弦波，或可视为无质量的粒子流，每个粒子以波的形式传播并以光速运动，每个无质量的例子都包含一定的能量，每束能量称为一个光子

1.3.1 伽马射线成像

主要用于核医学和天文观测。
在核医学中主要是将放射性同位素注入人体，同位素衰变时会发射伽马射线，图像由伽马设想检测器收集到的放射线组成。如正电子放射断层成像（PET）
天文观测主要是用于观测被成像物体的自然辐射得到的图像。

1.3.2 X射线

x射线主要用于医学诊断，例如血管造影，计算机轴向断层成像(CAT)以及工业CAT扫描等等。

1.3.3 紫外波段成像

主要应用领域包括平板印刷术、工业检测、显微方法、激光、生物成像和天文观测等等。

1.3.4 可见光和红外波段成像

主要涉及显微方法、天文学、遥感、工业和执法等方面。

1.3.5 微波波段成像

微波波段主要应用是雷达，成像雷达的独特之处是在任何区域和任何时间内，不管天气如何、周围光照如何都有收集数据的能力。
工作原理就像一台闪光照相机，雷达本身提供光源(微波脉冲)照射到地面上的一个区域，并获取一副快照图像。

1.3.6 无线电波段成像

主要用于医学(核磁共振MBI)和天文学中。

1.3.7 其他成像方式

声波：利用声音成像的方式在地质勘探、工业和医学中得到了应用。
超声波：常用于制造业，和医学领域（对胎儿的检测）。
电子显微镜法：通过观察样本内部发影响电子书的相互作用，检测这些相互作用和影响，并将其转换为一幅图像。
由计算机产生的图像：分形和三维建模。

1.4数字图像处理的基本步骤

图像获取是第一步处理，将在第二章中进行具体研究。第二章中涉及了大量的数字图像概念。通常图像获取阶段包括图像预处理，譬如图像缩放。
图像增强是对衣服图像进行某种操作，使其结果在特定应用中比原始图像更适合进行处理。其中特定一次很重要，因为一开始技术增强技术就建立在面向问题的基础之上，特定一词对此有了特定的限定，不同图像有不同的处理方法。
图像复原是改进图像外观的一个重要领域。
与图像增强不同，图像增强是主观的，而图像复原是客观的。
从某种意义上讲，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人的主观偏爱为基础。
彩色图像处理已成为一个重要领域。涵盖了许多彩色模型和数字与的彩色处理的基本概念。是提取图像中感兴趣特征的基础。
小波是以不同分辨率来描述图像的基础。书中为图像数据压缩和金字塔表示使用了小波，在这里图象被成功的细分为较小的区域。其中压缩是指减少图像存储量或降低传输图像带宽的处理。
形态学处理涉及提取图像分量的工具，这些分量在表示和描述形状方面很有用。内容将从输出图像处理到输出图像属性处理开始转换。
分割过程将一幅图像划分为它的组成部分或目标。自动分割是整个过程中最困难的任务之一。成功地把目标逐一识别出来是一个艰难的分割过程，同时很弱的且不稳定的分割算法几乎总是会导致最终失败。也即分割越准确，识别越成功。
表示与描述总是在分割阶段的输出之后，通常这一输出是未加工的像素图像，这些数据不是构成一个区域的边界(分割一个图像区域与另一个图像区域的像素集合)就是构成该区域本身的所有点。
识别是基于目标的描述给该目标赋予标志的过程。

1.5图像处理系统的组成

数字图像传感器获取数字图像需要两个子系统：
物理传感器–对成像目标辐射的能量产生影响。
数字化仪–把物理感知设备的输出转换为数字形式。
专用图像处理硬件通常由数字化仪和执行其他原始操作的硬件如算术逻辑单元ALU组成，算术逻辑单元对整个图像并行执行算数与逻辑运算。有时也被称为前端子系统，显著的特点就是速度快。
计算机通常指的是通用计算机，可以是PC也可以是超级计算机。
图像处理软件由执行特定任务的各个专用模块组成。
大容量存储
图像显示器主要是指彩色电视监视器。
硬拷贝包括激光打印机、胶片相机、过敏装置、喷墨装置和数字单元。
网络默认功能。

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