绪论

​ 数字图像处理方法的重要性源于两个主要领域：改善图示信息以便人们解释；为存储、传输和表示而对图像数据进行处理，以便于机器自动理解。

1.1 什么是数字图像处理

​ 一幅图像可以定义为一个二维函数f(x,y)，其中x和y是空间（平面）坐标，而在任何一对空间坐标(x,y)处的幅值f称为图像在该点处的强度或灰度。当x,y和灰度值f是有限的离散数值时，我们称该图像为数字图像。数字图像处理是指借助计算机来处理数字图像。

1.2 数字图像处理的起源

​ 略

1.3 使用数字图像处理领域的实例

1.3.1 伽马射线成像

​ 伽马射线成像的主要用途包括核医学和天文观测。在核医学中，这种方法是将放射性同位素注射到人体内，当这种物质衰变时就会放射出伽马射线，然后用伽马射线检测仪收集到放射线来产生图像。

1.3.2X射线成像

​ X射线是最早用于成像的电磁辐射源之一。最熟悉的X射线应用是医学诊断，但是X射线还被广泛用于工业和其他领域，如天文学。

1.3.3 紫外波段成像

​ 紫外“光”的应用多种多样，包括平版印刷术、工业检测、显微镜方法、激光、生物成像和天文观测等。

1.3.4 可见光及红外光波段成像

​ 光显微技术、遥感、天气预测与预报

1.3.5 微波波段成像

​ 微波波段成像的典型应用是雷达。成像雷达的独特之处是在任何范围和任何时间内、不考虑气候、周围光照条件的手机数据的能力。

1.3.6 无线电波成像

​ 正像波谱另一端（伽马射线）的成像情况那样，无线电波段成像主要应用于医学和天文学。、

1.4 数字图像的基本步骤

图像获取 图像获取与给出一副数字形式的图像一样简单。通常，图像获取阶段包括图像预处理，例如图像缩放。

图像增强 图像增强是对一幅图像进行某种操作，使其结果在特定应用中比原始图像更适合进行处理。

图形复原 图像复原是改进图像外观的一个处理领域。

彩色图像处理

小波 小波是以不同分辨率来描述图像的基础。

压缩 压缩指的是减少图像存储量或降低传输图像带宽的处理。

形态学处理 形态学处理涉及提取图像分量的工具，这些分量在表示和描述形态方面很有用。

分割 分割过程将一幅图像划分为他的组成部分或目标。

表示与描述 表示与描述总是在分割阶段的输出之后，通常这一输出是未加工的像素数据，这些数据不是构成一个区域的边界（即分隔一个图像区域与另一个图像区域的像素集合），就是构成该区域本身的所有点。描述又称为特征选择，涉及提取特征，它可得到某些感兴趣的定量信息，或是区分一组目标与其他目标的基础。

识别 识别是基于目标的描述给该目标赋予标志的过程。

1.5 图像处理系统的组成

​ 关于感知，需要两个部件获取数字图像。第一个部件是物理设备，该设备对我们希望成像的目标的能力很敏感。第二个部分是数字化器，数字化器是一种把物理感知装置的输出转换为数字行式的设备。

​ 专用图像处理硬件通常由数字化器与执行其他原始操作的硬件[如算数逻辑单元ALU]组成，算术逻辑单元对整个图像并行执行算术与逻辑运算。这种类型的硬件有时称为前端子系统，其显著特点是速度快。

​ 图像处理系统中的计算机是通用计算机，其范围从PC到超级计算机。

​ 大容量存储能力在图像处理应用中是必需的。

​ 提供短期存储的一种方法是使用计算机内存。另一种方法是采用专用的存储板，这种存储板成为帧缓存。

​ 今天使用的图像显示其主要是彩色电视监视器（更好一些是平面屏幕）。监视器由图像和图形显示卡的输出驱动，他是计算机系统的一个集成部分。

​ 用于记录图像的硬拷贝设备包括激光打印机、胶片相机、热敏装置、喷墨装置和数字单元。

​ 网络在今天所用的计算机系统中几乎是默认的功能。