第1章 数字图像处理概述
本章主要介绍数字图像处理的基本知识、常用基本术语、数字图像处理的基本研究内容和方法、主要应用领域和图像处理的优势,引导读者进入数字图像处理的研究领域。
1.1 图像处理的基本知识
数字图像处理是指用计算机对图像进行处理。与人类对视觉机理着迷的历史相比,它是一门年轻的学科。目前,数字图像处理已经不同程度地被成功应用于几乎所有与成像有关的领域。 数字图像处理系统基本由三个部分组成:计算机、图像数字化仪和图像显示设备。通常在自然的形式下,图像并不能直接由计算机处理和分析。因为计算机只能处理数字文件,而不是图片,所以一幅图像在用计算机进行处理前必须首先转化为数字形式。
物理图像是物质或者能量的实际分布。例如,光学图像是光强度的空间分布,它们能被肉眼所看到,因此也是可见图像。不可见的物理图像包括温度、压力、人口密度和交通流量等的分布图。
物理图像也称为模拟图像,它被划分为称做图像元素的小区域…,图像元素通常简称为像素(Pixel)。将模拟图像转化为数字图像的过程称为数字化。在每个像素位置上,图像的亮度被采样和量化,从而得到图像的对应点上表示其亮暗程度的一个整数值。在对所有的像素都完成上述转化后,图像就被表示成一个整数矩阵。每个像素具有两个属性:位置和灰度。位置(或称为地址)由扫描线内采样点的两个坐标决定,它们又称为行和列。表示该像素位置上亮暗程度的整数称为灰度。
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