數字圖像處理常用方法

⑴ 數字圖像處理常見圖像類型有哪些特點是什麼

數字圖像處理與光學等模擬方式相比具有以下鮮明的特點： 1具有數字信號處理技術共有的特點。(1)處理精度高。(2)重現性能好。(3)靈活性高。 2.數字圖像處理後的圖像是供人觀察和評價的，也可能作為機器視覺的預處理結果。

⑵ 數字圖像處理的基本步驟

1、圖像獲取是數字圖像處理的第一步處理。圖像獲取與給出一幅數字形式的圖像一樣簡單。通常，圖像獲取階段包括圖像預處理，譬如圖像縮放。

2、圖像增強是對一幅圖像進行操作，使其結果在特定應用中比原始圖像更適合進行處理。“特定”一詞很重要，因為增強技術建立在面向問題的基礎上，例如，對增強X射線圖像十分有用的方法，對增強電磁波譜中紅外波段獲取的衛星圖像可能就不是好方法。不存在圖像增強方法的通用理論，圖像增強方法多種多樣，特殊情況特殊對待。

3、圖像復原也是改進圖像外觀的處理領域。與圖像增強不同，圖像增強是主觀的，而圖像復原是客觀的;復原技術傾向於以圖像退化的數學或概率模型為基礎。而增強以什麼是好的增強效果這種主觀偏愛為基礎。

4、彩色圖像處理,第6章涵蓋許多彩色模型和數字域彩色處理的基本概念。彩色也是圖像中提取感興趣區域的基礎。

5、小波是以不同解析度來描述圖像的基礎。本書中為圖像數據壓縮和金字塔表示使用了小波，此時圖像被成功地細分為較小的區域。

6、壓縮指的是減少圖像存儲量或降低圖像帶寬的處理。互聯網是以大量的圖片內容為特徵的，例如，jpg文件擴展名用於jpeg的圖像壓縮標准。jpeg格式的圖像可以用最少的磁碟空間得到較好的圖像質量。

7、形態學處理涉及提取圖像成分的工具，這些成分在表示和描述形狀方面很有用。這一章的內容將從輸出圖像處理到輸出圖像屬性處理的轉換開始。

8、分割過程將一幅圖像劃分為其組成部分或目標。通常，自動分割是數字圖像處理中最困難的任務之一。成功地把目標逐一分割出來是一個艱難的分割過程。通常，分割越准確，識別越成功。

9、表示與描述，選擇一種表示僅是把原始數據轉換為適合計算機進行後續處理的形式的一部分。為描述數據以使感興趣的特徵更加明顯，必須確定一種方法。描述又稱為特徵選擇，它涉及提取特徵，可得到某些感興趣的定量信息，或是區分一組目標與其他目標的基礎。

10、目標識別，是基於目標的描述給該目標賦予標志(如“車輛”)的過程。

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⑶ 數字圖像處理

（一）圖像預處理

在保持足夠信息量和清晰度的前提下，對雜訊和條帶較多的圖像，需進行去條帶和濾波處理，對輻射度畸變較大的圖像進行輻射度糾正處理。

（二）幾何糾正

1.控制點的選擇取決於擬和多項式的次數，圖像糾正一般應在8個象限內都有控制點，控制區域應選在最大的范圍內（即控制點盡量靠近圖像邊緣）。控制點應有9個，即8個象限點加上圖像中心1點。多項式選擇二次多項式。

2.適用糾正公式對圖像逐點進行糾正，要求糾正誤差不大於圖上0.5 mm（實地125 m）。只要保證控制區域足夠大，控制點擬合精度控制在0.3 mm以內，可以滿足上述要求。

3.點位選擇應在地形圖和圖像上均能正確識別和准確定位的明顯地物點上，重采樣一般選擇立方卷積的方法。

（三）數字鑲嵌

1.在相鄰圖像重疊區內選擇同名點作為鑲嵌控制點，要求兩景同名地物嚴格對准，擬和中誤差在一個像元左右。

2.兩景圖像間需進行亮度匹配，以降低灰度差異。

3.鑲嵌拼接線的選擇無論是採用交互法還是自動選擇，均需是一條折線或曲線。

4.在拼接點兩旁需選用「加權平均值方法」進行灰度圓滑，進一步提高圖像鑲嵌的質量。

（四）圖像增強

選擇適當的數字增強或處理方法，進行圖像增強處理。

⑷ （急）數字圖像處理主要包含哪八個方面的內容

主要內容有：圖像增強、圖像編碼、圖像復原、圖像分割、圖像分類、圖像重建、圖像信息的輸出和顯示。

圖像增強用於改善圖像視覺質量；圖像復原是盡可能地恢復圖像本來面目；圖像編碼是在保證圖像質量的前提下壓縮數據，使圖像便於存儲和傳輸；圖像分割就是把圖像按其灰度或集合特性分割成區域的過程。

圖像分類是在將圖像經過某些預處理（壓縮、增強和復原）後，再將圖像中有用物體的特徵進行分割，特徵提取，進而進行分類；圖像重建是指從數據到圖像的。處理，即輸入的是某種數據，而經過處理後得到的結果是圖像。

(4)數字圖像處理常用方法擴展閱讀

發展概況

數字圖像處理最早出現於20世紀50年代，當時的電子計算機已經發展到一定水平，人們開始利用計算機來處理圖形和圖像信息。數字圖像處理作為一門學科大約形成於20世紀60年代初期。

早期的圖像處理的目的是改善圖像的質量，它以人為對象，以改善人的視覺效果為目的。圖像處理中，輸入的是質量低的圖像，輸出的是改善質量後的圖像，常用的圖像處理方法有圖像增強、復原、編碼、壓縮等。首次獲得實際成功應用的是美國噴氣推進實驗室（JPL）。

他們對航天探測器徘徊者7號在1964年發回的幾千張月球照片使用了圖像處理技術，如幾何校正、灰度變換、去除雜訊等方法進行處理，並考慮了太陽位置和月球環境的影響，由計算機成功地繪制出月球表面地圖，獲得了巨大的成功。

隨後又對探測飛船發回的近十萬張照片進行更為復雜的圖像處理，以致獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖，獲得了非凡的成果，為人類登月創舉奠定了堅實的基礎，也推動了數字圖像處理這門學科的誕生。

在以後的宇航空間技術，如對火星、土星等星球的探測研究中，數字圖像處理技術都發揮了巨大的作用。數字圖像處理取得的另一個巨大成就是在醫學上獲得的成果。

⑸ 數字圖像處理在空間域和頻率域之間的轉換方法目前常用的有哪些

摘要 上了這么久的《數字圖像處理》，都沒有真正搞清楚什麼是空間域、什麼是頻率域。晚上做題時，突發興趣想弄清楚，所以用下面這段文字來表示二者的一些相關的知識。

⑹ 什麼是數字圖像處理

圖像處理就是將圖像轉化為一個數字矩陣存放在計算機中，並採用一定的演算法對其進行處理。圖像處理的基礎是數學，最主要任務就是各種演算法的設計和實現。目前，圖像處理技術已經在很多方面有著廣泛的應用。如通訊技術、遙感技術、生物醫學、工業生產、計算機科學等等。根據應用領域的不同要求，可以將圖像處理技術劃分為許多分支，其中比較重要的分支有：①圖像數字化：通過采樣和量化將模擬圖像變成便於計算機處理的數字形式。③圖像的增強和復原：主要目的是增強圖像中的有用信息，削弱干擾和雜訊，使圖像清晰或將轉化為更適合分析的形式。③圖像編碼：在滿足一定的保真條件下，對圖像進行編碼處理，達到壓縮圖像信息量，簡化圖像的目的。以便於存儲和傳輸。④圖像重建：主要是利用採集的數據來重建出圖像。圖像重建的主要演算法有代數法、傅立葉反投影法和使用廣泛的卷積反投影法等。⑤模式識別：識別是圖像處理的主要目的。如：指紋鑒別、人臉識別等是模式識別的內容。當今的模式識別方法通常有三種：統計識別法、句法結構模式識別法和模糊識別法。⑥計算機圖形學：用計算機將實際上不存在的，只是概念上所表示的物體進行圖像處理和顯現出來。

⑺ 圖像處理的常用方法有哪幾個

1、圖像變換：

由於圖像陣列比較大，如果直接在空間域中進行圖像處理，這樣涉及的計算量會比較大。因此，我們一般採用各種圖像變換的方法，如沃爾什變換、傅立葉變換、離散餘弦變換等一些間接處理技術，將空間域的處理轉變為變換域處理，不僅可減少計算量，而且可獲得更有效的處理(如傅立葉變換可在頻域中進行數字濾波處理)。

2、圖像編碼壓縮：

圖像編碼壓縮技術能夠減少描述圖像的數據量，從而可以節省圖像傳輸、處理時間和減少所佔用的存儲器容量。圖像編碼壓縮能夠在不失真的基礎上獲得，同時也可以在允許的失真條件下開始。編碼是壓縮技術中最重要的方法，它在圖像處理技術中是發展最早且比較成熟的技術。

3、圖像增強和復原：

圖像增強和復原的目的是為了提高圖像的質量，如去除雜訊，提高圖像的清晰度等。圖像增強不考慮圖像降質的原因，突出圖像中所感興趣的部分。如強化圖像高頻分量，可使圖像中物體輪廓清晰，細節明顯;如強化低頻分量可減少圖像中雜訊影響。圖像復原要求對圖像降質的原因有一定的了解，一般講應根據降質過程建立“降質模型”，再採用某種濾波方法，恢復或重建原來的圖像。

4、圖像分割：

圖像分割是數字圖像處理中的關鍵技術之一。圖像分割是將圖像中有意義的特徵部分提取出來，其有意義的特徵有圖像中的邊緣、區域等，這是進一步進行圖像識別、分析和理解的基礎。雖然目前已研究出不少邊緣提取、區域分割的方法，但還沒有一種普遍適用於各種圖像的有效方法。

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⑻ 數字圖像處理的基本概念

(一)數字圖像

數字圖像,又稱數字化圖像,是一種以二維數組(矩陣)形式表示的圖像。該數組由對連續變化的空間圖像作等間距抽樣所產生的抽樣點——像元(像素)組成,抽樣點的間距取決於圖像的解析度或服從有關的抽樣定律抽樣點(像元)的量值,通常為抽樣區間內連續變化之量物的均值化量值,一般稱作亮度值或灰度值,它們的最大、最小值區間代表該數字圖像的動態范圍。數字圖像的物理含義取決於抽樣對象的性質。對於遙感數字圖像,就是相應成像區域內地物電磁輻射強度的二維分布。

在數字圖像中,像元是最基本的構成單元。每一個像元的位置可由行、列(x,y)坐標確定;亮度值(z)通常以0(黑)到255(白)為取值范圍。因此,任何一幅數字圖像都可以通過X、Y、Z的三維坐標系表示出。例如,陸地衛星的MSS圖像(圖4-8),便可看作x=2340(行),y=3240(列),z=0-255的三維坐標系。TM、HRV等亦然,只是行、列數不同而已。

圖4-8 陸地衛星MSS數字圖像的構成原理

數字圖像可以有各種不同的來源:大多數衛星遙感,如MSS、TM、HRV、AVERR等等,地面景像的遙感信息都直接記錄在數字磁帶上,有關的接收系統(遙感衛星地面站、氣象衛星接收站等)均可提供相應的計算機兼容數字磁帶(CCT)及其記錄格式。應用人員只要按記錄格式將CCT數據輸入計算機圖像處理系統,即可獲得數字圖像,並進行各種圖像處理;對於膠片影像,則可通過透射密度計、飛點掃描器、鼓形掃描器及攝像掃描器等,將影像密度轉換為數值,進而形成數字圖像;對於非遙感的地學圖件,如地形圖、地質圖、航磁圖、重力圖、化探元素異常圖等等,也可通過數字化儀,轉換為數字圖像。同一地區不同來源的數字圖像都可精確配准,並作復合處理。

與光學圖像相比,數字圖像量化等級高(256級)、失真度小、不同圖像的配准精度高、傳輸及儲存方便,尤為重要的是可由計算機進行各種靈活、可靠、有效的處理,使遙感圖像獲得更好的判讀、分析等應用效果。

(二)數字圖像處理

數字圖像以不同亮度值像元的行、列矩陣組織數據,其最基本的特點就是像元的空間坐標和亮度取值都被離散化了,即只能取有限的、確定的值。所以,離散和有限是數字圖像最基本的數學特徵。所謂數字圖像處理,就是依據數字圖像的這一數字特徵,構造各種數字模型和相應的演算法,由計算機進行運算(矩陣變換)處理,進而獲得更加有利於實際應用的輸出圖像及有關數據和資料。故數字圖像處理通常也稱為計算機增強處理。

數字圖像處理在演算法上基本可歸為兩類:一類為點處理,即施行圖像變換運算時只輸入圖像空間上一個像元點的值,逐點處理,直到所有點都處理完畢,如反差增強、比值增強等;另一類為鄰域處理,即為了產生一個新像元的輸出,需要輸入與該像元相鄰的若干個像元的數值。這類演算法一般用作空間特徵的處理,如各種濾波處理。點處理和鄰域處理有各自不同的適應面,在設計演算法時,需針對不同的處理對象和處理目標加以選擇。

遙感數字圖像處理,數據量一般很大,往往要同時針對一組數字圖像(多波段、多時相等)作多種處理,因此,需要依據遙感圖像所具有的波譜特徵、空間特徵和時間特性,按照不同的對象和要求構造各種不同的數學模型,設計出不同的演算法,不僅處理方法非常豐富,而且形成了自身的特色,已發展為一門專門的技術。根據處理目的和功能的不同,目前遙感數字圖像處理主要包括以下四方面的內容。

1.圖像恢復處理:旨在改正或補償成像過程中的輻射失真、幾何畸變、各種雜訊以及高頻信息的損失等。屬預處理范疇,一般包括輻射校正、幾何校正、數字放大、數字鑲嵌等。

2.圖像增強處理:對經過恢復處理的數據通過某種數學變換,擴大影像間的灰度差異,以突出目標信息或改善圖像的視覺效果,提高可解譯性。主要包括有反差增強、彩色增強、運算增強、濾波增強、變換增強等方法。

3.圖像復合處理:對同一地區各種不同來源的數字圖像按統一的地理坐標作空間配准疊合,以進行不同信息源之間的對比或綜合分析。通常也稱多元信息復合,既包括遙感與遙感信息的復合,也包括遙感與非遙感地學信息的復合。

4.圖像分類處理:對多重遙感數據,根據其像元在多維波譜空間的特徵(亮度值向量),按一定的統計決策標准,由計算機劃分和識別出不同的波譜集群類型,據以實現地質體的自動識別分類。有監督和非監督兩種分類方法。

遙感數字圖像處理的過程和各部分內容的關系如圖4-9。本節將從遙感地質應用的角度簡要介紹其中幾種常用的處理方法,有一些方法(如復合處理)將在有關的應用章節討論。

數字圖像處理既可在專用的圖像處理系統上進行,也可自編程序在通用計算機或微機上進行;處理結果既可列印成數符圖(圖4-10),也可以在彩色顯示器上作彩色顯示;既可以輸出單波段的黑白圖像,也可以輸出多波段合成或各種運算處理結果的彩色圖像(參見圖版③);既可以內拍或掃描到膠片上成像,也可以外攝翻拍成像;既可以直接形成成果圖件,給出各種統計數據,也可以再記錄到CCT上轉存……。總之,十分靈活、方便,比光學圖像處理有更強的適應性,越來越得到廣泛的應用。

圖4-9 遙感圖像數字處理基本流程

(三)數字圖像處理系統

遙感數字圖像處理不僅數據量大,而且數據傳輸頻繁,專業性強,因此,一般都要在專門的處理設備上進行。用以進行數字圖像處理的專門計算機設備及其功能軟體即稱之為數字圖像處理系統,通通由硬體系統和軟體系統兩大部分組成。

其中,硬體系統,按目前國內外的發展趨勢可分為大型的專用機系統(如目前國內使用的I²S公司的S600系統)和微機圖像處理系統兩類。一般情況下,它們都包括以下一些基本的部件(圖4-11):

1.主機:進行各種運算、預處理、統計分析和協調各種外圍設備運轉的控制中心,是最基本的設備。一般為速度快、內存大的計算機,如VAX-11、VAX-3600等。隨著微機的內存日漸擴大、運算速度越來越快,已可以用微機取代,如PC386、PC486及各種工作站等。

圖4-10 杭州三潭印月TM5波段數符圖

圖4-11 數字圖像處理系統基本結構示意圖

2.磁帶機和磁碟機:連結數字磁帶(CCT)和主機的數據傳輸裝置,既可以輸入CCT數據,也可以將中間處理和最終處理的結果再轉存記錄到CCT上;對於微機系統,圖像數據的傳輸一般用軟磁碟,但對大數據量的衛星CCT則需用具微機介面的磁帶機(如F880);

3.圖像處理機:數字圖像處理專用的核心設備,既具體承擔各種圖像處理功能,如圖像復原、幾何校正、增強和分類等各種變換處理等等,也是主機和各種輸出輸入設備的紐帶。就前者而言,它實際上是各種圖像處理軟體的硬體化。目前國內使用較多的M75圖像處理機即是,它可以快速處理顯示512×512或1024×1024的圖像;對於微機系統,則可以用圖像處理板(MVP-AT板)代替。

4.輸出設備:用作處理結果的監視分析(彩色監視器或彩顯)及記錄、成圖(包括寬行列印機、彩色噴墨列印機、繪圖儀、膠片記錄掃描儀等等)。

對於功能齊全的系統,除上述外,通常還包括有膠片影像的攝像或掃描數字化儀、圖形數字化儀等輸入設備。

軟體系統系指與硬體系統配套的用於圖像處理及操作實施的各種軟體。一般包括系統軟體和應用軟體兩部分。前者又包括操作系統和編譯系統,主要用於輸入指令、參數及與計算機「對話」;後者則是以某種語言編制的應用軟體,存於硬體系統的應用程序庫中,用戶可按研究任務採用對話方式或菜單方式,發出相應的指令使用這些程序,由主機作運算處理,獲得所需的結果。不同專業往往設計有各自的應用軟體系統,故國際上已涌現出各種各樣的軟體系統,如JPL的VICAR系統、LARSYS系統等等;目前微機上則普遍採用C語言編程,也已開發了一系列的微機圖像處理的應用軟體。

⑼ 常用的數字圖像處理技術有哪些

圖像增強（銳化、平滑啥的都屬於這類）、圖像分割、圖像壓縮與編碼、圖像復原、圖像獲取、圖像分析、圖像重建，一般就這七塊