计算机处理图像的过程可以概括为以下几个步骤:
图像数字化
采样:将模拟图像转变为数字图像。采样间隔越大,图像像素数越少,空间分辨率越低,质量差;采样间隔越小,图像像素数越多,空间分辨率越高,图像质量好,但数据量大。
量化:将采样后的像素值(灰度值)从模拟量转换为离散量。量化等级越多,图像层次越丰富,灰度分辨率高,图像质量好,但数据量大;量化等级越少,图像层次欠丰富,灰度分辨率低,会出现假轮廓现象,图像质量变差,但数据量小。
图像处理算法
点处理:处理单个像素,用于调整亮度、对比度、反置等。
组处理:处理一组像素(区域或块),用于边缘检测、柔化、锐化、噪声减少等。
几何处理:改变图像的像素位置和排列顺序,实现放大、缩小、旋转、镜像、平移等效果。
帧处理:将多幅图像合成新的图像,通过逻辑运算如“与”、“或”、“异或”等进行图像合成。
图像增强和复原
主要目的是增强图像中的有用信息,削弱干扰和噪声,使图像清晰或将转化为更适合分析的形式。
图像编码
在满足一定保真条件下,对图像进行编码处理,达到压缩图像信息量,简化图像的目的,以便于存储和传输。
图像重建
利用采集的数据来重建出图像,主要算法有代数法、傅立叶反投影法、卷积反投影法等。
图像应用
图像处理软件:通常具有图像的帧处理功能,能够以多种特定的形式合成图像。
OpenCV:一个常用的图像处理库,可以用于图像的裁剪、旋转、变色、模糊等操作,甚至识别图像中的人脸和物体。
图像存储
所有数据,包括图像,最终都需要转化为二进制形式(1和0)存储在计算机中。
通过这些步骤和算法,计算机能够对图像进行各种复杂的处理和分析,满足不同的应用需求。