致谢 31

1 绪论

1.1 课题研究的目的及意义

数字图像处理（Digital Image Processing），便是利用数字计算机或者其他数字硬件，用于从若干数学运算得到的图像信息的电信号转换，以提高图像的实用性。比如从卫星发送的图片中提取有效目标物的特征参数，三维断层图片的重建等。一般情况下，数字图像处理包括点运算、几何图像处理、图像增强、图像恢复、图像的形态学处理、图像的编码、图像重建和模式识别等。由于电脑处理能力的不断增强，数字图像处理技术学科在迅速发展，同时也越来越广泛地与其他许多学科快速形成交叉渗透，让人们从图片中获取信息以及利用图片变得越来越频繁。目前数字图像处理被应用到越来越多的地方，已经渗透到产业的各个领域，比如工业、医疗保健、航空航天、军事等，在国民经济中发挥的作用越来越大。Math Works公司推出的MATLAB软件对我们学习数理知识提供了巨大的帮助。应用MATLAB友好的界面和越来越人性化的指令及模块，能够让人迅速的认识、理解图像处理的有关的步骤，慢慢熟练掌握图像信号处理的基本方法，从而能够快速处理相关的工程和科研中的问题。图像是人与外界交换信息的主要来源，因此，图像处理必然与人类的生活和工作的各个方面有着密不可分的联系。随着人类活动范围的不断扩大，图像处理的作用也将越来越大，已在国家安全、经济发展、日常生活中充当越来越重要的角色，对国计民生的影响也不可忽略。

1.2 国内外现状研究

2 数字图像处理

2.1 基本介绍

“数字图像处理”便是用数字表示一个物体然后对其施加一系列操作，从而得到人们所期望的结果。在处理的过程中不但能够使图片更称心更加具有吸引力，而且能够达到预想的目标。数字图像的处理不能与计算机分离，所以被称为计算机图像处理。

2.2 进行数字图像处理的目的

   进行数字图像处理有三个目的：

（1） 调整图像的画质效果，以达到人们所期望的效果。比如说降低或者直接去除图像中的噪声，改变图片的亮度、色彩，来取得真实的；清晰的，丰富多彩的，或者让人意想不到的艺术效果。

（2） 对图片中的特殊信息或者成分进行提取，以便于计算机对其进行分析处理。常用于模式识别，计算机视觉预处理等。

（3） 对图像进行编码和压缩，使图像的存储和传输变得便利。

2.3 数字图像处理主要研究的内容

(1) 图像变换，因为直接在空间域中进行处理需要处理的数据量特别大，所以人们一般会选择各种图像变换的方法，如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等技术对图片进行间接处理。将图片由空间域转变到其他域处理，不仅减少了数据量，而且能够取得更好的效果。

(2) 图像编码压缩，这种技术目的是减少了图像的比特数），从而达到节省图像传输和处理时间的目的。

(3) 图像增强和复原，此技术可提高图像的质量，常用的方法有去除噪声，提高图像的清晰度等。

(4) 图像分割，这是数字图像处理中必不可少的技术。

(5) 图像描述，它是图像识别和理解的必要前提。

(6) 图像识别，它属于模式识别的范畴，它主要是通过先对图像进行增强、复原、压缩，然后再进行图像分割和特征提取，最后进行分类。