【數位影像處理之（一）】數位影像處理與相關領域概述

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數位影像（Digital Image）

一副映像可以定義為一個二維函數f(x, y)，這裡的x和y是空間座標，而在任意座標(x, y)處的幅度f被稱為這一座標位置映像的亮度或灰階。當x、y和f的幅值都是有限的離散值時，稱為數位影像。注意，數位影像由有限數量的元素組成，每個元素都有特殊的位置和數值。這些元素稱為畫像元素、映像元素和像素，像素是定義數位影像元素時使用最廣泛的術語。——Digital Image Pricessing Using MATLAB( Rafacel C. Gonzalez )
數位影像是指用數字攝像機、掃描器等裝置經過採樣和數字化得到的一個大的二維數組，該數組的元素稱為像素，其值為一整數，稱為灰階值。——百度百科

圖象處理，映像分析，機器視覺，電腦視覺

是彼此緊密關聯的學科。如果你翻開帶有上面這些名字的教材，你會發現在技術和應用領域上他們都有著相當大部分的重疊。這些學科的基礎理論大致是相同的，然而由於關注的領域不同，各研究機構，學術期刊，會議及公司往往把自己特別的歸為其中某一個領域，於是各種各樣的用來區分這些學科的特徵便被提了出來。

數位影像處理( Digital Image Processing )

數位影像處理是指通過電腦對數位影像進行去除雜訊、增強、複原、分割、提取特徵等處理的方法和技術。（主要研究二維映像）

映像分析（Image analysis）

映像分析一般利用數學模型並結合影像處理的技術來分析底層特徵和上層結構，從而提取具有一定智能性的資訊。（主要研究二維映像）

機器視覺（ Machine vision）

機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統是指通過機器視覺產品（即映像攝取裝置，分 CMOS 和CCD 兩種）將被攝取目標轉換成映像訊號，傳送給專用的影像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等資訊，轉變成數字化訊號；映像系統對這些訊號進行各種運算來抽取目標的特徵，進而根據判別的結果來實現高效的機器控制或各種即時操作。（主要用於工業領域）

電腦視覺（ Computer vision）

電腦視覺是使用電腦及相關裝置對生物視覺的一種類比。它的主要任務就是通過對採集的圖片或視頻進行處理以獲得相應情境的三維資訊，就像人類和許多其他類生物每天所做的那樣。（主要研究三維資訊）

再看一下以下三類電腦處理：

• 低級處理：包括對映像的原始操作，如降低雜訊、對比增強、映像銳利化。特定是輸入與輸出都是映像；
• 中級處理：包括諸像分類、提取特徵（如邊緣、輪廓、面積）。特點是輸入通常是映像，輸出則是從這些映像提取的特徵；
• 進階處理：對映像進行總體的理解（如Face Service），執行通常與人類視覺相關的認知功能；

基於前面的認識，剛剛討論的處理之間並沒有明確劃分的邊界；按照我個人的理解，我比較傾向於把數位影像處理理解為

1. 輸入和輸出都是映像的處理；
2. 從映像中提取特徵的處理。

MATLAB是影像處理領域的一大工具，接下來，我們將學習影像處理的一些知識，以及如何利用MATLAB實現一些影像處理的演算法。