1、影象處理的基本概念

什麼是數字影象？
數字化： 空間離散化、幅量化

影象是二維能量（灰度、強度）分佈描述。

• “圖”是物體透射光或反射光的分佈，
• “像”是人的視覺系統對圖的接收在大腦中形成的印象或認識。
• 影象處理是對影象資訊進行加工處理，以滿足人的視覺心理和實際應用需要。
• 數字影象處理就是依靠計算機對影象進行各種目的的處理。

影象來源：靜止或視訊相機；x-ray裝置；電子顯微鏡；雷達；超聲等。
應用領域：娛樂；醫療；商務；工業；軍事；安全；科學研究等；

從資訊處理角度看：

影象處理目的：通過觀測者（人或機器），從場景影象中提取感興趣資訊。

影象內容細分：

2、影象處理的發展歷史

第一個數字影象系統：Bartlane,用於影象傳輸。

數字影象處理是從60年代以來隨計算機的技術和VLSI的發展而產生、發展和不斷成熟起來的一個新技術領域，理論上和實際應用上都並
取得了巨大的成就。

• 1964年美國JPL實驗室處理衛星發射回來的月球表面的照片，用計算機進行影象復原，以改善影象的質量；－－影象復原的研究和發展。

• 1970年代處理地球衛星獲取的遙感圖片，進行地質資源探測，農作物估產，水文氣象監測等; －－影象增強和影象識別的研究和發展。
• 1971年X光斷層影象重構技術，英國G.N.Hounsfield 第一臺腦斷層攝像儀（Computer Tomograph）應用，1979年因此獲諾貝爾獎。
－－影象重構的研究和發展。
• 70年代末，隨著人工智慧的興起和發展，開始計算機視覺的研究，由2D影象中獲取3D空間資訊； －－計算機視覺研究的興起

• 80年代末和90年代，高速計算機和大規模積體電路的發展，使影象處理技術更趨成熟：
• 影象壓縮和多媒體技術的突破和發展；
• 文字影象的分析和理解，文字的識別取得重大的進展；
• 全球通訊技術的蓬勃發展，使影象通訊和傳輸的廣泛應用，各數字影象處理技術取得廣泛的開拓性的發展，進入成熟應用階段。

3、數字影象處理與機器視覺系統

• 光源：目標照明，目的是獲取有效資訊，因為大多數時候有用資訊是包含或者淹沒在北京或干擾資訊內，通過專用照明可以提取有效資訊或降低背景和干擾訊號。

• 鏡頭：用於匯聚光線，目的是光學成像。鏡頭的使用會帶來各種資訊失真，包括畸變、色差、照度不均勻等。

• 相機：用於光電轉換，是將影象變成可輸出保留的資訊。相機中有三個核心功能，選擇不同形式的感測器，如面陣、線陣、TDI、紅外、紫外等感測器，可以獲得不同形式和內容的目標資訊；進行格式轉換以便後續輸出媒體接收；進行簡單的或複雜的影象處理。

• 影象採集：用於資料的採集，目的是中轉資料並對資料做初步處理。採集卡是系統中的一箇中間環節，不同形式的變形會產生不同形式的系統。常見形式包括：整合式；分散式；後臺處理式。
  影象處理：用於資訊分離和資訊分類，目的是對特定目標進行識別。機器視覺系統中主要有兩種形式：一種是在基礎和專用平臺上自主編制應用軟體，另一種是直接使用特定的格式軟體，執行的載體有工業PC或專用硬體（FPGA,DSP,PowerPC等）。

影象處理位於機器視覺系統後端，因此必須從機器視覺系統的角度評估影象處理的難度並設定設計指標，在此基礎上進行影象處理演算法的分析和設計。

4、數字影象處理的應用

應用領域：

• 航空航天
• 生物醫學影象處理
• 軍事影象處理
• 工業產品檢測
• 工業自動化控制
• 機器人視覺
• 通訊領域

5、數字影象處理的基本流程

6、影象預處理

畫素對映：根據輸入影象全域性特性，對畫素灰度值進行重新對映。比如根據輸入影象的均值和標準差（或最大值和最小值），將輸出影象規格化到給定的增益和偏置。畫素對映可用查詢表實現以提高效率。

冪對映是非常常用的畫素對映方法。當冪指數小於1時，將對低端灰度進行擴充套件，對高階灰度進行壓縮；噹噹冪指數大於1時，將對低端灰度進行壓縮，對高階灰度進行擴充套件。

7、影象分析
影象分析，簡言之，即為模式識別，目的在於：在場景中識別與實際物件相對應的模式，確定其姿態，包括位置、方向、尺寸等。

在工業應用中，常用的影象分析工具包括：匹配定位、Blob分析