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什么是:图像处理?

发布时间:2019-07-18 04:03 来源:未知 编辑:admin

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  图像处理,是对图像进行分析、加工、和处理,使其满足视觉、心理以及其他要求的技术。图像处理是信号处理在图像域上的一个应用。目前大多数的图像是以数字形式存储,因而图像处理很多情况下指数字图像处理。此外,基于光学理论的处理方法依然占有重要的地位。

  几十年前,美国在太空探索中拍回了大量月球照片,但是由于环境所限,照片非常不清楚。在运用图像处理手段后,这些照片中的重要信息得以清晰再现,引起了巨大轰动。这也促进了图像处理/信号处理技术的蓬勃发展。数字图像处理在今天是非常热门的技术之一。它也许就是可以改变人们生活方式的技术。 但在网络上,不少人对图像处理还有些误解,一提起图像处理,大家就想起PhotoShop,就象一说多煤体,就想到Authorware,Director一样。PhotoShop是非常优秀的软件,乃至于它几乎成为事实上的工业标准。然而,它所具有的功能,也只能是图像处理中的一部份而已。图像处理有许多分支,先抛开序列图像和立体图像不说,图像处理比较重要的部份有:图像编码/图像压缩,图像增强,图像复原,图像识别/图像理解等。 搞这一行,主要的基础是数学,基本上是一天到晚和算法打交道。但是这一门学问涉及到的知识很广也很杂,比如 图像编码的编码理论基础是信息论,抽象数学。图像识别需要随机过程,信号处理的知识。不少课题还需要更加专门的知识,如小波变换,神经网络,分形。当然,高等数学和矩阵理论/线性代数是绝对的基础。然而图像处理需要的这些知识并不要求有很大的深度,就是全然不懂这些东西,也可以做出很好的程序来。因为从工程角度来看不一定要很严密的数学论证。此外,这是一门应用性很强的学问,就有它的一些特点,要适应计算机的发展。比如说,付立叶变换是图像处理常用的方法,到目前为止,库利-图基快速付立叶变换一直是主要算法,它使运算需要的乘法数目大为降低,加法数目虽然增加很多,但对于大部份CPU来说,总的运算速度提升非常大。但是, Intel的CPU现在加入了MMX指令,具有并行,信号处理功能,用MMX指令,乘法和加法用时是一样的,所以在MMX指令面前,快速算法反而更慢,同时也就产生了新的适应MMX的快速算法。再有,图像处理的另一个特点,也是他的难点,就是采用方法的优劣和被处理对象的内容高度相关。也就是说,很难找到适用于各种情况的通用方法。因此,图像处理按照处理的对象类别还可以分出遥感图像处理,医学图像处理等等。 有许多学科和图像处理有关系,如: 计算机图形学:图形(Graph)和图像(Image)本身关系就比较密切,这两者的区别也很显著,一个是用点,线,面描述东西,多用几何手段。另一个基本上只和像素点打交道。图形领域比较有名的语言应该首推OpenGL,有名的软件就更多了,各种CAD软件好多。 模式识别:图像处理的最重要目的之一就是识别,这也是图像技术非常重要的原因。我们常常遇到一些如指纹鉴别,人脸识别 等需求,自然要和模式识别打交道。 人工智能:可以说,图像处理,模式识别,人工智能是三位一体的学科。目前,图像识别技术遇到很大困难,就是自动化程度做不高,也可以说是智能程度不够。例如,人眼可以很容易从人群中找到自己要寻找的目标。但对于计算机来说,就连判断一幅图像中是否有人存在这样看似简单的问题都很难解决。人工智能在近二十年里发展得很缓慢,日本的智能计算机计划以失败告终。也没有多少人承认深蓝计算机国际象棋的胜利是人工智能的结果。神经网络一度燃起了许多希望,但目前还尚需努力。 计算机视觉:这可能是图像处理的较高境界了,从图像中获取信息,并对信息进行加工抽象,这门学问比较难。

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