计算机图像处理的发展
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数字图像处理技术发展与应用数字图像处理技术是指利用计算机对图像进行处理、分析、存储和传输的技术。
随着计算机技术和数字信号处理技术的发展,数字图像处理技术也得到了极大的发展。
这项技术已经广泛应用于医学、军事、环境、电子商务等领域。
数字图像处理技术发展简史:数字图像处理技术的发展经历了以下几个阶段:(1)数字图像采集阶段:20世纪50年代相机的普及使得物理图像被转化为影像,此后相似设备的提升促进了数字图像采集设备的发展。
(2)数字信号处理技术阶段:数字电视和数字化显微镜、数字照相机等设备的出现,使得数字信号处理技术得到迅猛发展。
(3)计算机视觉阶段:计算机视觉利用了数字图形处理技术来分析现实世界,做出更加精准和智能的决策,减少人的参与。
数字图像处理技术应用领域:数字图像处理技术可以对图像进行增强、滤波、分割和压缩等处理。
随着技术的不断发展,数字图像处理技术的应用也越来越广泛。
(1)医学诊断领域:数字图像处理对医学影像诊断有很好的应用。
如CT,MRI影像的处理和分析都依赖于数字图像处理技术。
(2)安防领域:数字图像处理技术的视觉辨认能力可以用于安全领域的人脸识别、车牌识别等,从而提高安全检测的效率和精度。
(3)电子商务领域:数字图像处理技术可以用于产品展示、商品搜索和客户关系管理等方面,使得电子商务更加便捷和高效。
(4)游戏和虚拟现实领域:数字图像处理技术不仅用于计算机游戏的制作,还用于虚拟现实技术的开发。
数字图像处理技术未来发展方向:随着技术的不断进步,数字图像处理技术的发展将朝着更加高效和智能的方向发展。
例如,人工智能可以通过机器学习和深度学习等算法实现目标检测、分类、识别等功能,并将在数字图像处理领域得到更广泛的应用。
在未来,数字图像处理技术的发展将催生出更多新的应用领域和新的商业模式,推动数字经济的发展。
图像处理技术的发展现状和前景随着人们生活水平的不断提高,对于图像的要求也越来越高。
图像处理技术为人们提供了更加便捷、高效的方式来获取、处理和分析图像信息。
如今,图像处理技术已经在多个领域得到广泛应用,如医疗、交通、安防等。
在技术和应用方面,图像处理技术已经有了很多进展和突破,同时也面临着一些挑战和问题,未来的发展前景也充满着机遇和挑战。
一. 图像处理技术的发展现状目前,图像处理技术已经在诸多领域进行了广泛的应用,如医学影像、安全监控、人脸识别、虚拟现实等。
在医学影像方面,医生利用图像处理技术可以进行CT、MRI等影像数据的分析,为疾病的早期诊断、治疗和预防提供了便捷的方式。
在安全监控方面,图像处理技术可以通过识别视频图像中的人员、车辆等物体,快速有效的进行目标分类和检测。
在人脸识别方面,图像处理技术可以通过分析照片和视频中的人脸特征来进行身份的鉴别;在虚拟现实方面,图像处理技术可以通过对视频图像进行改变,使人们有类似亲身经历的感觉。
随着计算机硬件和软件技术的不断发展,图像处理技术也呈现出了更加系统化、智能化和高精度的特点。
由于图像处理技术的应用范围日益扩大,因此,对于计算机处理速度、算法精度、计算资源的需求也在不断增加。
二. 图像处理技术的未来发展趋势随着计算机技术的不断发展,图像处理技术也在不断地向新的领域和应用领域拓展。
未来的发展趋势主要集中在以下几个方面:1. 智能化随着人工智能的不断发展,人们也在探索将智能化技术应用于图像处理领域。
在未来,图像处理技术将更加智能化,并且在更多领域实现自动化、智能化的应用,比如机器视觉系统在工业中的应用、智慧城市中的安全监控和智能科技等。
2. 大数据处理在未来,图像处理技术应用将更加广泛,相关数据量将急剧增大。
通过大数据处理技术,可以更好地对图像样本进行分类和管理,并且从中挖掘出更加准确的数据信息。
3. 三维图像技术未来的图像处理技术将不限于二维图像范畴,它将朝着更广阔的三维图像领域拓展。
图形图像处理技术的发展现状近年来,随着科技的不断进步和应用领域的扩大,图形图像处理技术已经成为各行各业中不可或缺的一部分。
在计算机视觉、虚拟现实、电影、游戏等领域,图形图像处理技术都得到了广泛应用。
本文将从技术、应用和未来发展三个方面来探讨图形图像处理技术的现状和未来趋势。
一、技术发展1.图形图像处理技术的起源和发展图形图像处理技术的起源可以追溯到上世纪60年代。
当时计算机领域的研究人员开始尝试在计算机上进行图形图像的处理和显示。
当时主要的图形图像处理任务是在屏幕上显示基本的图形和文字,并进行简单的编辑和调整。
但是由于计算机的处理能力和存储能力都非常有限,所以这种处理方式过于简单和低效。
随着计算机硬件技术的发展,计算机处理能力和存储能力得到了极大提升,同时计算机图形学和计算几何学等学科的发展也为图形图像处理技术的发展提供了重要的理论支撑。
在这样的背景下,计算机图形学和计算机视觉等领域的研究人员开始大量探索和研究图形图像处理技术。
2.图形图像处理技术的发展阶段在图形图像处理技术的发展历程中,可以将其发展分为三个阶段:传统图形图像处理阶段、数字图像处理阶段和深度学习图像处理阶段。
传统图形图像处理阶段主要是以传统的计算机图形学为主,通过一系列复杂的算法和数据结构来实现图形图像的处理和显示。
但是传统图形图像处理技术存在计算复杂度高、处理速度慢、稳定性低等问题。
数字图像处理阶段主要是以数字图像处理技术为主,这种处理方式在计算速度、稳定性、效果等方面都有极大提升。
数字图像处理技术主要包括图像去噪、图像锐化、图像分割、图像融合等方面。
深度学习图像处理阶段是目前图形图像处理技术较为热门的领域。
深度学习技术基于神经网络,通过学习大量数据来实现图形图像的高质量自动生成和识别。
二、应用现状随着图形图像处理技术的不断发展,其在各个领域的应用方面也在不断拓展。
1.计算机视觉计算机视觉是图形图像处理技术的重要应用领域之一。
计算机图像处理技术及其发展趋势分析随着计算机技术的不断发展,计算机图像处理技术也日益成熟和普及。
计算机图像处理是通过计算机对图像进行数字化处理、分析和识别,以实现图像的增强、复原、分割、压缩等一系列目标。
在各行各业中都有广泛的应用,如医疗影像诊断、工业质检、智能交通、虚拟现实等领域。
本文将从图像处理技术的基础原理、主要应用领域和发展趋势三个方面进行分析。
一、图像处理技术的基础原理1.1 数字图像的表示数字图像是以像素点为基本单元的图像,通过采样和量化操作将连续的图像信号转换成离散的数字信号,再经过编码存储在计算机中。
常见的表示方式有灰度图像和彩色图像两种。
灰度图像是用一个灰度级别值表示每个像素点的亮度,通常用8位二进制数表示,最大灰度级别为255。
彩色图像是由三个颜色通道(红、绿、蓝)的亮度值叠加表示,通常用24位的RGB格式或32位的RGBA格式表示。
1.2 图像处理的基本操作图像处理的基本操作包括增强、滤波、分割、特征提取、压缩等。
图像增强是通过直方图均衡、灰度变换、滤波等方法提高图像的质量和清晰度;滤波是利用滤波器对图像进行平滑处理或边缘检测;图像分割是将图像分割成不同的区域,用于目标识别和边界提取;特征提取是从图像中提取出有用的特征信息,如颜色、纹理、形状等;图像压缩是将图像数据压缩成较小的数据量,以减少存储和传输开销。
1.3 图像处理的算法和工具图像处理的算法包括基于像素的算法和基于变换的算法。
基于像素的算法主要包括点处理和区域处理两种,点处理是对每个像素点独立进行操作,如灰度变换、直方图均衡等;区域处理是对整个图像区域进行操作,如滤波、分割等。
基于变换的算法主要包括傅里叶变换、小波变换等,用于频域分析和特征提取。
常见的图像处理工具有MATLAB、OpenCV、OpenGL、CUDA等。
二、计算机图像处理的主要应用领域2.1 医学影像处理医学影像处理是计算机图像处理的一个重要应用领域,包括X射线影像、CT影像、MRI影像等。
数字图像处理技术的应用与发展随着科技的不断发展,数字图像处理技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
数字图像处理技术可以对图像进行一系列的操作和处理,从而满足各种不同的需求。
本文将介绍数字图像处理技术的应用、发展历程以及对社会、经济和科学研究的影响,并展望未来的发展趋势。
数字图像处理技术在许多领域都有广泛的应用,以下是其中的几个例子:医学领域:数字图像处理技术在医学领域的应用已经非常成熟。
通过对医学影像进行处理和分析,可以协助医生进行疾病的诊断和治疗。
例如,通过对CT、MRI等医学影像进行的三维重建,可以更加直观地观察到病变位置和范围,从而提高诊断的准确性和效率。
军事领域:数字图像处理技术在军事领域的应用也十分广泛。
例如,通过对面部、指纹等生物特征进行识别,可以实现对人员的精准管理。
数字图像处理技术还可以应用于地图测绘、目标跟踪等领域。
交通领域:数字图像处理技术在交通领域的应用也日益广泛。
例如,通过对面部识别技术和交通监控视频进行处理,可以实现对交通违法行为的自动识别和抓拍。
数字图像处理技术还可以应用于车辆检测、交通流量统计等领域。
数字图像处理技术自20世纪60年代出现以来,已经经历了漫长的发展历程。
随着科技的进步,数字图像处理技术也在不断发展和创新。
未来的数字图像处理技术将朝着以下几个方向发展:机器学习:机器学习是当前最为热门的技术之一,其在数字图像处理领域的应用也日益广泛。
通过机器学习算法,可以对图像进行自动分类、识别、分割等操作,从而提高数字图像处理的准确性和效率。
深度学习:深度学习是机器学习的一个分支,其通过对神经网络的研究和应用,可以实现更加复杂的图像处理任务。
例如,通过对面部特征进行分析,可以实现对面部表情的识别和分类,从而应用于情感分析、人机交互等领域。
数字图像处理技术的应用对社会、经济和科学研究都产生了深远的影响。
以下是其中的几个方面:提高生产效率:数字图像处理技术可以应用于工业生产中,通过对生产线的监控和自动化控制,可以提高生产效率、降低成本。
图像处理技术的应用和发展图像处理技术是指通过数字化的方式对图像进行处理和分析,以达到特定的目的,如图像增强、图像识别等。
随着科技的不断进步和应用的广泛,图像处理技术一直在发展和创新,并在各个领域得到了广泛的应用。
一、图像处理技术的发展史早期的图像处理技术出现在20世纪60年代,当时主要用于空间和遥感图像的处理。
随着计算机技术的不断发展和完善,计算机能够处理更加复杂的图像,图像处理技术也得到了迅速的发展。
在20世纪90年代,数字图像处理被广泛应用于媒体、医学、安防等领域中,并取得了显著的成果。
20世纪末和21世纪初,随着互联网、移动设备和计算机硬件的飞速发展,图像处理技术得到了更广泛的应用和发展。
二、图像处理技术的应用1.医学医学领域是数字图像处理的一个重要应用领域。
例如,CT、MRI、超声波等医学影像技术经常采用数字图像处理技术,可以精准地分析疾病的情况,为医生提供了更精准的诊断和治疗方案,极大地提高了医疗质量和效率。
2.媒体媒体领域也是数字图像处理的一个重要应用领域。
近年来,智能手机和平板电脑等移动设备的普及,让人们拍照和录像变得十分常见。
数字图像处理技术使得拍照和录像变得更加精准和专业,并且还可以通过各种滤镜达到更加独特的效果。
3.安防数字图像处理技术在安防领域也得到广泛的应用。
例如,通过数字摄像机拍摄的监控视频可以通过数字图像处理技术进行有效分析和处理,识别嫌疑人的面部特征和行为模式,从而提高安防的效率和准确率。
三、图像处理技术的未来发展数字图像处理技术已经得到了广泛的应用和发展,但是随着新技术的不断涌现和应用场景的不断增加,启发着我们对数字图像处理未来发展的好奇。
以下是数字图像处理技术未来发展的趋势:1.人工智能人工智能是数字图像处理技术未来发展的重要方向之一。
AI技术可以极大地提高图像处理的适应性和准确性,例如在医学影像诊断、人脸识别等领域,都可以通过AI技术达到更加精准、高效的处理效果。
图像处理技术的发展与应用随着科技的不断进步,图像处理技术在各个领域都得到了广泛的应用。
其发展与应用给人们带来了很多福利,提高了社会的生产力和人们的生活质量。
本文将从发展历程、技术应用和未来趋势三个方面探讨图像处理技术的发展和应用。
一. 发展历程早在20世纪四五十年代,图像处理技术已经开始发展。
当时,人们主要使用光学仪器来观察和处理图像。
1956年,美国MIT 的W.S.Booth和K.Kobe等一起发明了用光学仪器对图像处理的设备,被认为是图像处理技术的开端。
随着计算机技术的快速发展,图像处理技术得到了突飞猛进的发展。
20世纪六七十年代,光学仪器被数字化仪器或计算机处理代替。
1987年,Adobe公司推出了PS软件,逐渐成为图像处理领域的龙头。
如今,图像处理技术已经成为一个独立的学科,应用于各个领域,如人工智能、医学图像、虚拟现实等。
二. 技术应用1. 美化图像图像处理技术最为广泛的应用之一就是美化图像。
通过修改光线、色彩、对比度等图像参数,可以使一张原本平淡无奇的图片变得更加美观动人。
例如,人们使用图片处理软件对照片的光线、肤色等进行调整,将普通照片变成高质量的美图。
2. 电影动画另一个重要应用方向是电影动画。
在制作动画时,图像处理技术有很多发挥空间,如动画人物的造型、运动、场景的渲染等。
这些都需要使用各种图像处理技术进行处理。
通过3D建模、纹理映射、动态模拟等技术,可以实现动画的模拟和效果。
3. 医学图像医学图像处理是一项重要的医学研究技术。
它为医学影像提供了丰富的信息。
通过对医学图像的处理和分析,可以更好地进行疾病诊断和治疗。
举个例子,通过对CT或MRI扫描图像的处理,可以更加清晰地看到人体内部的结构和病变情况。
4. 视频监控视频监控也是图像处理技术的重要应用之一。
先进的监控系统可以识别人脸、车牌等信息,实现高效的监控。
例如,在大型商场、学校、银行等公共场所里,视频监控系统可以及时发现异常情况,并及时报警提醒相关人员处理。
计算机图像处理技术的未来发展动态计算机图像处理技术是指利用计算机算法对图像进行处理、分析和理解的技术。
随着科技的不断发展,计算机图像处理技术也在不断进步和创新。
以下是计算机图像处理技术未来发展的几个动态方向:1.深度学习技术的应用:深度学习在计算机图像处理领域取得了显著的成果,未来将继续发挥重要作用。
通过深度学习算法,计算机可以实现对图像的自动识别、分类和生成,进一步提高了图像处理的智能化水平。
2.人工智能助手:随着人工智能技术的发展,图像处理领域也将引入更多的人工智能助手。
这些助手可以帮助用户进行图像编辑、美化等操作,简化图像处理流程,提高工作效率。
3.实时图像处理:随着硬件设备的不断升级,计算机图像处理技术的实时性将得到进一步提高。
实时图像处理技术在视频监控、无人驾驶等领域具有广泛的应用前景。
4.图像超分辨率技术:图像超分辨率技术能够从低分辨率的图像中恢复出高分辨率图像,为图像处理领域带来更多可能性。
未来,这一技术将在遥感、医疗影像等领域得到更广泛的应用。
5.计算机视觉与图像处理的融合:计算机视觉是研究如何让计算机从图像中提取有意义信息的技术。
未来,计算机视觉与图像处理技术的融合将使得计算机能够更好地理解和解释图像内容。
6.图像处理与区块链技术的结合:区块链技术具有去中心化、安全性高等特点。
将图像处理技术与区块链技术相结合,可以实现对图像版权的保护,提高图像处理的可靠性。
7.跨领域交叉研究:计算机图像处理技术将与生物学、心理学、艺术等领域进行交叉研究,从而推动图像处理技术在更多领域的应用。
8.绿色环保技术:随着人们对环境保护意识的提高,计算机图像处理技术也将致力于降低能耗、减少对环境的影响,实现绿色环保的发展。
9.安全性与隐私保护:在图像处理技术的发展过程中,安全性与隐私保护将成为重要关注点。
未来,图像处理技术将加强对用户隐私的保护,提高系统的安全性。
10.云计算与大数据技术支持:随着云计算和大数据技术的发展,计算机图像处理技术将实现更高的计算能力和存储能力,为图像处理带来更多创新可能性。
计算机图形图像技术发展历史概述计算机图形图像技术是计算机科学和图形学领域的重要分支,它涵盖了计算机生成的图像、图形处理和图形显示等各个方面。
随着计算机技术的飞速发展,图形图像技术也经历了多个阶段的演进和变革。
本文将对计算机图形图像技术的发展历史做一个概述。
一、1950-1960年代:计算机图形学的起步阶段在计算机诞生的早期阶段,由于计算能力有限,计算机图形学的发展非常有限。
1950年代,人们开始尝试使用计算机生成一些简单的图形,如直线、圆等。
而在1960年代,随着计算机硬件、软件以及算法的不断改进,计算机图形学逐渐得到了更多的关注和发展。
二、1970-1980年代:基础算法的提出与优化在1970年代,Bresenham提出了著名的Bresenham算法,这个算法可以高效地画出一条给定斜率的直线,其被广泛应用于计算机图形学中。
同时,随着处理器速度的提高以及内存容量的增加,计算机图形学得以取得更大的突破。
在1980年代,人们开始研究曲线和曲面的绘制算法,并取得了一定的成果。
三、1990年代:三维图形学的兴起进入1990年代,随着计算机性能的进一步提升,三维图形学逐渐兴起并得到了广泛应用。
同时,图形处理单元(GPU)的问世也推动了三维图形学的发展。
人们能够生成更加逼真的三维模型,模拟现实世界中的光照、材质等效果,为电影、游戏等行业带来了巨大的进步。
四、2000年代:计算机动画技术的突破2000年代,计算机动画技术取得了重大突破。
随着硬件设备和软件工具的不断创新,计算机动画的制作变得更加容易和高效。
人们开始利用计算机生成更加生动、逼真的动画效果,并应用于电影、广告等领域。
此外,虚拟现实技术也在这一时期得到了快速发展,使用户能够沉浸在虚拟的三维环境中。
五、2010年代至今:计算机视觉和人工智能的融合进入2010年代,计算机视觉和人工智能的迅速发展为计算机图形图像技术带来了新的机遇和挑战。
通过人工智能算法的引入,计算机能够更加准确地识别和分析图像中的内容,并进行智能化的图像处理。
计算机图形图像技术发展历史解析计算机图形图像技术是计算机科学与技术领域中的一个重要研究方向,它涉及到图形图像的处理、生成、表示和应用等方面。
本文将对计算机图形图像技术的发展历史进行解析,以便更好地了解该领域的发展脉络。
一、计算机图形图像技术的起源计算机图形图像技术的起源可追溯到20世纪60年代,当时主要是为了满足计算机科学家和工程师在科研工作中对图形图像的需求。
当时,计算机性能相对较低,图形图像处理任务主要集中在较小规模的显示屏上,因此该技术的应用范围较为有限。
二、计算机图形图像技术的发展1. 二维图像处理技术在20世纪70年代,随着计算机性能的提高和硬件设备的发展,计算机图形图像技术开始进入一个新的阶段。
研究人员开始关注如何对二维图像进行处理和分析,以便从中提取有用的信息。
在这一时期,许多经典的二维图像处理算法和技术得以提出和应用。
2. 三维图形渲染技术随着计算机图形图像技术的不断发展,人们对于三维图形的处理和呈现需求也日益增加。
在20世纪80年代,三维图形渲染技术成为了计算机图形图像技术发展的一个重要方向。
该技术主要关注如何将三维模型进行光照、投影和纹理等处理,以便在计算机屏幕上呈现真实感和逼真感的三维图像。
3. 图形学硬件加速技术在20世纪90年代,计算机图形图像技术进入了一个全新的阶段,图形学硬件加速技术的出现使得图形图像处理在计算机上的运行速度得到了大幅提升。
这一技术的引入使得计算机图形图像技术在游戏、虚拟现实、建筑设计等领域获得了广泛的应用。
4. 计算机视觉技术随着计算机图形图像技术的不断发展,人们开始研究如何让计算机拥有视觉能力,即计算机视觉技术的研究。
计算机视觉技术主要关注如何通过算法和模型使计算机能够“理解”和“看懂”图像,从而实现目标检测、人脸识别、图像搜索等功能。
三、计算机图形图像技术的应用领域1. 游戏和娱乐计算机图形图像技术在游戏和娱乐领域有着广泛的应用。
通过该技术,游戏开发者能够创建出逼真的游戏场景和角色,提供给玩家沉浸式的游戏体验。
随着计算机技术的发展日新月异,用计算机对信息的获得、加工、处理等相关技术都得到飞速发展和应用,图像信息发展更快,并形成图像处理这门新兴学科。
数字图像处理是30年来迅速发展起来的一门技术,由于对图像处理的要求还在不断增加,图像的应用领域还在不断扩大,因此对图像处理的理论也在不断的补充和发展。
本文章讨论的主要是图像处理中的数学问题,学习并研究图像的基本处理中涉及到的数学问题,让大家可以更好的学习掌握图像处理技术。
"图"是物体透射光或反射光的分布,"像"是人的视觉系统对图的接收在大脑中形成的印象或认识。
图像是两者的结合。
人类获取外界信息是靠听觉、视觉、触觉、嗅觉、味觉等,但绝大部分(约80%左右)来自视觉所接收的图像信息。
图像处理就是对图像信息进行加工处理,以满足人的视觉心理和实际应用的需要。
图像文件可以分为二种:位图与矢量图。
矢量图是用一组数学指令来描述图形的内容,这些指令定义了构成图形的所有直线、曲线等要素的形状、位置等信息。
使用矢量图可以任意缩放图形和以任意分辨率的设备输出图形而不会影响图像的品质。
但是,矢量图很难表现色彩复杂的图像。
位图,也叫作栅格图,是由许多小栅格(即像素)组成的,处理位图时,实际上是编辑像素而不是图像本身。
因此,在表现图像中的阴影和色彩的细微变化方面或者进行一些特殊效果处理时,使用位图形式是最佳的选择,它在这方面的优点是矢量图无法比拟的。
但是,位图的清晰度与其分辨率密切相关,处理图像时,必须设置合适的图像分辨率,否则,输出图像时会遗漏细节,使图像模糊。
位图图像和矢量图形没有好坏之分,只是用途不同而已。
因此,整合位图图像和矢量图形的优点,才是处理数字图像的最佳方式。
图像处理技术分模拟图像处理和数字图像处理,利用数字计算机或其它高速、大规模集成数字硬件,对从图像信息转换来的数字电信号进行某些数字运算或处理,以期提高图像的质量或达到人们所要求的某些预期的结果称为数字图像处理,简单的说,依靠计算机对图像进行各种目的的处理我们就称之为数字图像处理。
它是计算机应用领域中的一个重要方面,涉及众多科学的理论问题和实际方法。
数字图像处理牵涉的面非常广,它影响到了科学技术和社会的各个方面。
它从60年代开始,随着计算机技术的发展而迅速发展起来:美国喷气推进实验室(JPL)对徘徊者7号在64年发回的几千张月球照片,用数字图像处理技术,成功地绘制出月球表面地图。
随后又对探测飞船发回的照片进行了图像处理,从此开始了数字图像处理的广泛应用。
研究数字图像处理技术最早的目的是改善人类分析判断时采用的图像信息,是以人为对象,为了满足人的视觉效果而改善图像的质量,处理过程中输入的是质量差的图像,输出的是质量好的图像,随着计算机技术与人工智能技术的发展,主要目的演变为处理自动装置感受的景物数据(计算机视觉、模式识别等)。
常用的图像处理方法有图像的二值化、图像的亮度和对比度的调整、图像的边缘增强、如何得到图像的直方图、图像直方图的修正、图像的平滑、图像的锐化等、图像的伪彩色、彩色图像转换为黑白图像、物体边缘的搜索等等。
图像处理就是用各种不同的算法Q对图像进行操行,即图像处理可以抽象地表示为Q(G),算法Q的形式取决于图像处理的目的以及图像G的数学模型。
目前常用于描述图像的数学模型有三种――连续模型、离散模型以及随机场模型。
虽然每一幅图像都可以用这三种模型描述,但在实际应用中要根据使用目的的不同选择适当的模型。
最常用的离散模型把图像看做像素
点的集合,这种模型从概念和表达上来说是最简单的、最基本的表达形式。
但对图像处理问题来说,它不是惟一的,也不见得是最好的。
由于目前已经建立的图像模型并不能很好地解决图像处理中的所有问题,图像模型至今都是值得研究的理论基础。
随着计算机技术的发展,有一类图像处理是以机器为对象,处理的目的是使机器能够自动识别目标,这称之为图像的识别,这其中要牵涉到一些复杂的模式识别的理论,图像处理中的难点之一是基于内容的图像检索。
目前主要是使用统计学方法来形成高层特征,并通过加权平均来替代目标特征。
然而这种处理的实际效果并不令人满意。
如何设置底层特征并用于目标特征提取,已成为图像处理领域的共性问题。
数字图像的基本特点是:处理的大多是二维信息,信息量大,传输占用的频带较宽。
有很多数字图像中象素间的相关性较大,冗余比较多,有利于压缩。
对三维景物图像的理解一个视角的二维图像通常是不够的。
数字图像处理后的图像很多情况下是给人观察和评价的,因此受人的因素影响较大。
当在脑海里想象一幅沙漠的图片时,对于成千上万单调重复的黄色像点而言,与其一个一个定义“黄、黄、黄……”长长的一串颜色,还不如告诉电脑:“从这个位置开始存储1000个黄色像点”来得简洁,而且还能大大节约存储空间。
由于计算机处理的信息是以二进制数的形式表示的,所有的计算机文件归根结底都是以“1”和“0”的形式存储的,和黄色像点一样,只要通过合理的数学计算公式,文件的体积都能够被大大压缩以达到“数据无损稠密”的效果。
图本质上是由点和如何显示这些点的绘图算法表示的。
这些信息在显示以前一般存储在数据库文件中。
复杂画面不仅数据库复杂,其存取算法也复杂。
这些复杂数据库中的数据以各种方式组织在一起,例如,环结构、二叉树结构、四叉树结构等等,这些结构一般称为数据结构。
数据库本身可以包含指针、子结构和其他非图的数据。
图像变换是图像处理的重要理论基础与应用工具,目前研究的主要图像变换基本上是正交变换,正交变换可以减少图像数据的相关性,获取图像的整体特点,在利于用较少的数据量表示原始图像,这对图像的分析、存储以及图像的传输都是非常实际的问题。
这类变换的典型代表是离散余弦变换,它是图像压缩标准JPEG的基础。
沃尔什-哈什玛变换等也可以实现图像压缩,而且它们的基向量为整数,运算速度更快,在图像压缩领域也有很好的应用前景。
离散Fourier变换的图像压缩功能比较弱,但它的物理意义非常明确,可以将时域图像转换到空域处理,是图像滤波、图像复原、图像重建以及图像形状分析等应用的理论基础。
由于图像的量非常大,使得快速算法也是使图像处理获得更广泛工程应用的一个很有价值的研究方向。
除了正交变换外,小波变换也是现在研究的一个热点。