【数字图像处理系列笔记】Ch01:绪论

目录

一、课程介绍

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二、基本概念与研究内容

图像定义与分类

图像的定义

 图像的分类

​编辑数字图像处理范畴

三、数字图像处理系统概要

系统组成

摄像单元关键

四、数字图像处理的应用与发展

应用领域

​编辑技术趋势

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一、课程介绍

本系列笔记主要按照我课堂上课的这本书来，同时结合数字图像处理（第四版）冈萨雷斯的教材书

 

二、基本概念与研究内容

图像定义与分类

图像的定义

1、是对客观存在的物体的一种相似性的、生动的模仿或描述。是人类社会活动中最常用的信息载体。
2、或者说图像是客观对象的一种表示，它包含了被描述对象的有关信息。

 图像的分类

根据纪录方式的不同，可以分为：模拟图像（连续的）和数字图像（离散的）。 

• 模拟图像：连续信号记录的图像（如传统摄影胶片）。
• 数字图像：离散化的图像表示，最小单位为像素，通常以矩阵形式存储。灰度图像中，每个像素对应一个亮度值。

数字图像处理范畴

包括图像的获取、传输、存储、变换、显示及理解。核心研究内容涉及：

• 图像类型：彩色图像（RGB通道）、灰度图像（单通道）、二值图像（黑白像素）。
• 深度图像：记录场景中各点与摄像机的距离信息。
• 目标检测：识别图像中的特定对象并定位。
• 图像增强：改善视觉效果或突出关键特征（如对比度调整、去噪）。

数字图像：图像的数字表示，像素是其最小的单位。

数字图像一般用矩阵形式表示，由像素的小块区域组成的二维矩阵（对于单色即灰度图像而言，每个像素的亮度用一个数值来表示。）

数字图像处理是采用计算机及有关的数字技术研究图像的获取、传输、存储，变换、
显示、理解与综合利用的一门学科。

根据抽象程度不同可分为三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解，关系如下：

研究对象、研究内容、理论方法 ：

彩色、灰度、二值图像：

深度图像：

目标检测：

图像增强：

三、数字图像处理系统概要

系统概要：数字图像处理系统由硬件和软件组成。

系统组成

• 硬件部分：包含图像采集设备（如CCD/CMOS传感器）、处理单元（GPU/CPU）、存储及显示设备。
• 软件部分：涵盖算法库（如OpenCV）、图像分析工具及自定义程序。

摄像单元关键

图像传感器将光学信号转换为电信号，其性能直接影响分辨率与噪声水平。

摄像单元：图像传感器

四、数字图像处理的应用与发展

应用领域

• 医学影像（CT/MRI增强）
• 遥感（卫星图像分析）
• 工业检测（缺陷识别）
• 自动驾驶（环境感知）

技术趋势

• 智能化：AI驱动的图像分割与分类。
• 高分辨率：4K/8K图像实时处理。
• 多模态融合：结合红外、深度等多传感器数据。

发展趋势：智能化、高分辨率、实时处理、多模态融合