基本介紹
- 中文名：圖像處理系統
- 1：圖像分割，圖像識別
- 2：計算機套用系統
- 3：60年代初開始發展起
簡介,硬體,軟體,分析工具,
簡介
圖像處理主要套用在醫學、遙感、工業檢測和監視、軍事偵察等領域。現代圖像處理和圖形處理都是以光柵掃描的像素為基礎，同一系統可實現兩種處理，兩者結合能進行立體成像，如醫學上的三維CT（計算機層析攝影），軍事模擬上的三維地理、地貌圖。圖像處理系統包括圖像處理硬體和圖像處理軟體。
圖像處理系統
圖像處理系統硬體
圖像處理的特點是信息量大，因此圖像處理系統必須配置快速處理硬體。80年代後出現圖像處理工作站。對於點處理，採用快速硬體流水線處理器,它由視頻運算器(ALU)和查找表(LUT)組成,用於實時進行圖像間加、減、乘、除、邏輯運算和灰度變換。對於鄰域處理,套用快速實時小核卷積器,它由乘法器、累加器、移位暫存器和查找表等組成，用於實時卷積濾波，去噪聲，增強，平滑和邊緣提取等。對於大域處理，可用快速陣列機，它配有數位訊號處理器等，用於快速傅立葉變換、各種矩陣運算和矢量運算。
軟體
圖像處理最早套用在醫學和遙感方面，都是二維處理。二維圖像處理的算法和應用程式發展得較為成熟，已有各種快速算法和圖像處理軟體。如1982年日本推出通用圖像處理軟體系統SPIDER，現已改版為SPIDERⅡ。圖像處理正朝著三維圖像生成的方向發展。立體圖像的產生有四種方法：線框法、表面法、實體法和彩色分域法。立體成像都採用圖像處理與圖形處理相結合的方法。在圖像識別方面，模糊識別比統計識別和句法識別更有發展潛力。
分析工具
圖像處理和分析工具主要功能是進行圖像增強，便於後續的專業視覺工具進行識別和理解。常用的圖像處理和分析工具包括：直方圖工具、濾波操作、形態學操作、輪廓提前、幾何變換、顏色空間變換。從輸出關係角度，可將基本圖像預處理算法分為：點變換算法、領域操作算法。
直方圖分析
直方圖分析是最基本的圖像分析工具，直方圖可對圖像的整體灰度分布進行刻畫，主要指標包括：均值、標準差等。
濾波操作
濾波是最常用使用的圖像增強方法，主要包括：低通濾波、高通濾波、邊緣檢測、高斯濾波等。
形態學操作
形態學操作是常用的圖像增強方法：主要包括：膨脹、腐蝕、開啟、閉合、中值濾波等。
輪廓提取
輪廓是圖像的重要邊緣特徵，輪廓提取的精度、速度和穩定性是輪廓提取工具的主要評價標準。
幾何變換
常用的幾何變換包括：旋轉、平移、尺度、切變等，其統稱為仿射變換。仿射採樣也為集合變換範疇。
顏色空間轉換
圖像處理技術從圖像格式上可以分為灰度圖像處理和彩色圖像處理。在圖像處理技術發展的早期，由於受計算機處理能力的限制，圖像處理技術領域的研究主要集中在灰度圖像處理技術。隨著計算機處理能力的飛速發展，彩色圖像處理技術越來越受到關注。彩色圖像處理相比灰度圖像處理存在很多優勢，其中最重要的有兩點：（1）彩色圖像所包含的信息量比灰度圖像豐富很多（2）彩色圖像更加符合人的視覺習慣。
一般情況下，相機輸出的顏色數據為RGB顏色空間數據。然而，在工業用用中，經常需要再CIE色度學空間、人類視覺空間或者OD顏色密度空間進行彩色圖像處理。顏色空間轉換即指由RGB顏色空間到CIE LAB空間、CIE LCH空間、HSI空間、HSL空間以及OD顏色密度空間轉換。
