数字图像处理技术的现状及其发展方向(笔记).pdf
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2023-03-31
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数字图像处理技术的现状及其发展方向
一、数字图像处理历史发展
数字图像处理(Digital Image Processing)将图像信号转换成数字信号并
利用计算机对其进行处理。
1.起源于 20 世纪 20 年代。
2.数字图像处理作为一门学科形成于 20 世纪 60 年代初期，美国喷气推进实
验室(JPL) 推动了数字图像处理这门学科的诞生。
3.1972 年英国 EMI 公司工程师 Housfield 发明了用于头颅诊断的 X 射线计
算机断层摄影装置即 CT(Computer Tomograph)，1975 年 EMI 公司又成功研制出
全身用的 CT 装置,获得了人体各个部位鲜明清晰的断层图像。
4.从 70 年代中期开始,随着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发
展,数字图像处理向更高、更深层次发展，人们已开始研究如何用计算机系统解
释图像,实现类似人类视觉系统理解外部世界，其中代表性的成果是 70 年代末
MIT 的 Marr 提出的视觉计算理论。
二、数字图像处理的主要特点
1．目前数字图像处理的信息大多是二维信息,处理信息量很大,对计算机的
计算速度、存储容量等要求较高。
2. 数字图像处理占用的频带较宽,在成像、传输、存储、处理、显示等各个
环节的实现上,技术难度较大,成本也高,这就对频带压缩技术提出了更高的要求。
3. 数字图像中各个像素是不独立的,其相关性大。因此,图像处理中信息压
缩的潜力很大。
4. 由于图像是三维景物的二维投影 ,一幅图像本身不具备复现三维景物的
全部几何信息的能力,要分析和理解三维景物必须作合适的假定或附加新的测量。
在理解三维景物时需要知识导引,这也是人工智能中正在致力解决的知识工程问
题。
5．
一方面，
数字图像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，作为图像质量的评价还有待进一步深入的研究；另一方面，计算机
视觉是模仿人的视觉 ,人的感知机理必然影响着计算机视觉的研究 ,这些都是心
理学和神经心理学正在着力研究的课题。
三、数字图像处理的优点
1.再现性好；图像的存储、传输或复制等一系列变换操作不会导致图像质量
的退化。
2.处理精度高；可将一幅模拟图像数字化为任意大小的二维数组,现代扫描
仪可以把每个像素的灰度等级量化为 16 位甚至更高。
3.适用面宽；图像可以来自多种信息源，图像只要被变换为数字编码形式后,
均是用二维数组表示的灰度图像组合而成,因而均可用计算机来处理。
4.灵活性高；数字图像处理不仅能完成线性运算,而且能实现非线性处理,即
凡是可以用数学公式或逻辑关系来表达的一切运算均可用数字图像处理实现。
四、数字图像处理过程及其主要进展
常见的数字图像处理有:图像的采集、数字化、编码、增强、恢复、变换、
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