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第二章 数字图像处理技术及 MATLAB 简介

2。1 数字图像处理技术简介

信息，遍布于生活的每个角落，无论何时，无论有无意识，人类都利用各种感 官在不停接受信息。有科学研究显示，在人类接受的信息中，通过视觉接受的图像 信息占了绝大部分，可想而知视觉抑或图像对于人类不可估量的价值。然而，人类 只是这个大千世界的渺小存在，人类能够接受的信息也只是在能力范围之内，拿波 段来说，人类能产生感知的仅仅局限于电磁波视觉波段，而其他波段信息均需要依 靠机器完成，人类需通过它们转化为能够认知的信息进行吸收。所以通过一些能够 成像的机器进行处理便能弥补人类的视觉局限，总结来说便是图像处理技术已渗透 到人类生活的方方面面，并将高速拓展为人类获取信息服务。

在信息技术高速发展的当下，数据处理已运用于人类学习和研究的各个领域， 包括医学，工程学，生物科学，计算机科学，物理技术等。人类从图像处理不断深 入的过程中获得越来越大的经济及社会效益，故图像处理技术的发展将继续高歌猛 进，继续在各个领域造福人类，成为人类生活学习不可缺少的伙伴。

2。1。1 数字图像处理技术特点

由上述介绍可知，图像处理技术涉及当下学科的各个方面，故其应用的综合性 有目共睹。因为各种科学具有相辅相成的特性，数字图像处理技术亦造就了很多学 科的推广，比如关系最为密切的数学物理和通信技术科学，他们彼此影响，共同成 就，并以他们极高的综合性服务人类。

另外，由于当下的图像信息越来越复杂，并多数集中于二维层面，就导致信息 数量非常巨大，故针对这些高要求高数据量的图像进行图像处理就必须具备较强的 硬件条件，于是，进行数据处理的端口就需要有较高的存储能力及处理效率。 2。1。2 数字图像处理技术研究内容

（1）几何处理 几何处理主要包括坐标变换，图像的放大、缩小、旋转、移动，多个图像配准，

全景畸变校正，扭曲校正，周长、面积、体积计算等[2]。

（2）算数处理

主要针对图像进行基本数学运算，包括加减乘除等基础算数。

（3）图像变换 图像变换处理主要由于图像信息传递过程中图像都具有较大的阵列，且都置于

空域，若仅在此状态进行处理，将耗费巨大的工程，故在处理之前对原图像进行变 换，改变其域便能为图像计算减少较大的工程量，从而更有效率地处理图像。

（4）图像增强 图像被处理的过程也是信息筛选的过程，并非图像内所有的信息都需要被提取

使用，故采用图像增强原理加强图像内重要信息便能提升图像处理效率。主要方法 有直方图增强、伪彩色增强法、灰度窗口等技术[3]。

（5）图像复原 图像复原的主要目的是去除干扰、模糊和图像畸变，恢复图像的本来面目。典

型的去噪操作就属于复原处理。图像噪声包括随机噪声和相干噪声，随机噪声干扰 表现为麻点干扰，相干噪声表现为网文干扰。去模糊也是复原处理的任务。这些模 糊来自透镜散焦，相对运动，大气湍流，以及云层遮挡等。这些干扰可用维纳滤波、 逆滤波等方法加以去除。去除图像畸变则需要借助图像的空间变换操作[4]。

（6）图像分割 图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来，这是进一步进行图像识别、

分析和理解的基础。目前已研究出不少边缘提取、区域分割的方法，但还没有一种 普遍适用于各种图像的有效方法。因此，对图像分割的研究还在不断深入之中，它 是目前图像处理中研究的热点之一[1]。