計算機(jī)圖像處理技術(shù)培訓(xùn)

計算機(jī)圖像處理技術(shù)培訓(xùn)1、計算機(jī)圖像處理技術(shù)基礎(chǔ)1.1發(fā)展現(xiàn)狀自20世紀(jì)以來,由于數(shù)字技術(shù)與微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,給數(shù)字圖像處理帶來了先進(jìn)的技術(shù)手段,數(shù)字圖像處理也就開始成為一門嶄新的學(xué)科,廣泛應(yīng)用于軍事、公安、地質(zhì)、工業(yè)自動控制等方面。數(shù)字處理的內(nèi)容相當(dāng)豐富,根據(jù)抽象程度不同,可分為狹義圖像處理、圖像分析和圖像理解。狹義圖像處理是對輸入的圖像進(jìn)行某種變換得到輸出圖像,是圖像到圖像的變換過程,主要用于改善圖像視覺效果,或?qū)崿F(xiàn)圖像的壓縮與編碼,這也成為分析與理解圖像的基礎(chǔ)。圖像分析,主要是對圖像中感興趣的目標(biāo)進(jìn)行檢測和測量,從而建立起對圖像特征的描述,是從圖像到數(shù)值或符號的過程。如：利用圖像分析技術(shù),可以提取出粉狀顆粒圖像的物理特征。圖像理解是在圖像分析的基礎(chǔ)上,基于人工智能和認(rèn)知理論,研究圖像中各目標(biāo)的性質(zhì)之間的關(guān)系,解釋圖像的內(nèi)含,從而實現(xiàn)利用圖像處理技術(shù)的自動控制。1.2數(shù)字圖像基礎(chǔ)知識一般圖像的數(shù)字化過程中,通過圖像的采樣、量化,使傳統(tǒng)的模擬圖像存儲為數(shù)字圖像。把空間上連續(xù)的圖像變換成離散點的操作稱為采樣。在采樣中,若橫向的像素數(shù)為m，縱向的像素數(shù)為n，則圖像總的像素數(shù)為m×n個像素。經(jīng)過采樣后的圖像被分割成空間上離散的像素,但其灰度是連續(xù)的,仍不能用計算機(jī)進(jìn)行處理,這時,要將像素灰度轉(zhuǎn)換成離散的整數(shù)值,此過程稱為量化。圖像中不同灰度值的個數(shù)稱為灰度級,一般圖像為256個灰度級,即28,稱為8bit量化。一幅圖像的存儲大小為m×n×8。一幅m×n數(shù)字化圖像，可用矩陣表示為：數(shù)字圖像中的每一個像素對應(yīng)于矩陣中的相應(yīng)的元素。把數(shù)字圖像表示成矩陣的優(yōu)點在于可以應(yīng)用矩陣?yán)碚搶D像進(jìn)行分析處理。常見的圖像類型包括:二值圖像、灰度圖像、索引圖像和RGB真彩圖像等。⑴二值圖像一幅二進(jìn)制圖像中,每一個像素將取兩個離散數(shù)值0或1,本質(zhì)上說兩個數(shù)值代表狀態(tài)“開”或“關(guān)”，其中1表示白色,而0表示黑色。⑵灰度圖像灰度圖像是每個像素由一個量化的灰度來描述的圖像，沒有彩色信息，圖像的矩陣中每個元素對應(yīng)于圖像的一個像素點，元素的取值在一個灰度范圍內(nèi),通常0代表黑色，255代表白色。⑶RGB真彩色圖像通常所說的RGB圖像即為真彩色圖像，所采集到的圖像一般為RGB圖像。圖像中每一個像素由三個數(shù)值來分別指定紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三個顏色分量的灰度級，用一個三維數(shù)組表示，即m×n×3數(shù)組,因為紅、綠、藍(lán)分量分別用8位灰度級表示，則理論上可以包含224種顏色，所以被稱為真彩色圖像。彩色圖像可用三個矩陣（R,G,B）或一個三維矩陣表示1.3相關(guān)設(shè)備及軟件圖像處理系統(tǒng)包括圖像處理硬件和圖像處理軟件。1.3.1圖像處理硬件微機(jī)圖像處理硬件系統(tǒng)主要由圖像輸入設(shè)備、圖像運(yùn)算處理設(shè)備（微計算機(jī)）、圖像存儲器、圖像輸出設(shè)備等組成。圖1.15基本的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)較完整的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖：由輸入設(shè)備、成像顯示記錄設(shè)備、數(shù)字圖像處理核心、交互控制單元等組成。1圖像輸入設(shè)備完成將模擬光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成模擬電圖像的過程。數(shù)字化圖像輸入設(shè)備還進(jìn)一步將模擬電圖像進(jìn)行數(shù)字化以便于存儲介質(zhì)存儲和計算機(jī)處理。2.圖像存儲器為了適應(yīng)圖像的大數(shù)據(jù)量要求，輸入圖像、輸出圖像以及中間結(jié)果圖像必須用大容量存儲介質(zhì)進(jìn)行存儲。3.主機(jī)用于圖像處理的計算機(jī)。4．顯示器及圖像輸出設(shè)備圖1.16數(shù)字圖像處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖1.19基于DSP的高速圖像處理卡結(jié)構(gòu)圖1.3.2圖像處理軟件

圖1.22圖像處理軟件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)1.圖像設(shè)備驅(qū)動程序2.操作系統(tǒng)：（1）IBMPC及兼容機(jī)一般使用MicrosoftWindows操作系統(tǒng)。（2）AppleMacintosh機(jī)一般使用MacOSX操作系統(tǒng)。（3）圖形工作站典型使用UNIX或XWINDOWS操作系統(tǒng)。3．圖像處理開發(fā)工具（1）VC++面向?qū)ο罂梢暬晒ぞ撸?）MATLAB的圖像處理工具箱（3）圖像應(yīng)用軟件：Photoshop、CorelDRAW、ACDSee1.4發(fā)展方向⑴超高速、高分辨率、立體化、多媒體、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展具體表現(xiàn)在：提高硬件速度，不僅提高計算機(jī)速度，而且A/D和D/A的速度要實時化；提高分辨率，主要提高采集分辨率和顯示分辨率；立體化，圖像是二維信