数字图像处理概论结课论文

图像处理在计算机方面的应用

作者：xxx

班级：xxxxx

摘要：图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。图像处理的产生和迅速发展主要受三个因素的影响而其中之一就是计算机的发展。

关键字：计算机与图像处理。

正文：

计算机专业是将计算机的硬件与软件相结合、面向系统、侧重应用的宽口径专业。计算机专业不仅要重点训练数学的能力，学习专业课c语言，c++语言，对于本专业而言，开设的的课程还有计算机图像学，数字图像，因此图像处理技术在计算机方面也有广泛的应用。

图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。图像处理的产生和迅速发展主要受三个因素的影响：其中之一就是计算机的发展，因此计算机对于数字图像处理也有很重要的作用，因此图像处理于我的计算机专业有着不可不可分割的联系。其中，图像处理技术在计算机方面的应用就是在通信方面，当前通信的主要发展方向是声音、文字、图像和数据结合的多媒体通信。具体地讲是将电话、电视和计算机以三网合一的方式在数

字通信网上传输。其中以图像通信最为复杂和困难，因图像的数据量十分巨大，如传送彩色电视信号的速率达100Mbit/s以上。要将这样高速率的数据实时传送出去，必须采用编码技术来压缩信息的比特量。在一定意义上讲，编码压缩是这些技术成败的关键。除了已应用较广泛的熵编码、DPCM编码、变换编码外，目前国内外正在大力开发研究新的编码方法，如分行编码、自适应网络编码、小波变换图像压缩编码等。

对于计算机专业的人而言，图像处理技术无疑提供了一种通信，图像压缩，存储，传播以及解压的一种便捷的手段。计算机通过图象处理在压缩图像时去除多余数据，因为以数学的观点来看,这一过程实际上就是将二维像素阵列变换为一个在统计上无关联的数据集合，而图像压缩是指以较少的比特有损或无损地表示原来的像素矩阵的技术,也称图像编码。图像数据之所以能被压缩，就是因为数据中存在着冗余。图像数据的冗余主要表现为：图像中相邻像素间的相关性引起的空间冗余；图像序列中不同帧之间存在相关性引起的时间冗余；不同彩色平面或频谱带的相关性引起的频谱冗余。数据压缩的目的就是通过去除这些数据冗余来减少表示数据所需的比特数。由于图像数据量的庞大,在存储、传输、处理时非常困难,因此图像数据的压缩就显得非常重要。信息时代带来了“信息爆炸”，使数据量大增，因此，无论传输或存储都需要对数据进行有效的压缩。而如果将图像原样传送对计算机的要求比较高，而且非常慢，因此利用图像处理技术压缩

图像，这样就可以是问题变得简单。例如：在遥感技术中，各种航天探测器采用压缩编码技术，将获取的巨大信息送回地面。图像压缩是图像处理技术在在数字图像上的应用，它的目的是减少图像数据中的冗余信息从而用更加高效的格式存储和传输数据。在计算机方面，将图像处理完毕，存储之后，就要就要考虑如何传送图像了，图像的传送是传送和接收图像信号通信。它与目前广泛使用的声音通信方式不同，传送的不仅是声音，而且还有看得见的图像、文字、图表等信息，这些可视信息通过图像通信设备变换为电信号进行传送，在接收端再把它们真实地再现出来。可以说图像通信是利用视觉信息的通信，或称它为可视信息的通信。

在图像通信中，信源有多种形式：活动和静止图像，黑白和彩色图像，多层次（含灰度）和二值（黑白）图像。图像信息呈现为平面上的亮度分布或光的反射系数的分布，这是二维信号。通过图像处理技术把这二维亮度信号按某种扫描方式转换成一维（时间）电信号（模拟信号），它占据从接近直流的低频到最高图像频率的宽频带（如广播电视约占5～6兆赫带宽）。这种信号经过模拟调制或编码后进行数字调制才能长距离传输。模拟调制常用的有双边带、单边带和残留边带调幅、调频以及调幅调相残留边带制式。由于图像信号的频带很宽，保证传输质量、节省频带和提高传输效率成了重要课题。人们一直在研究图像处理技术，设法去掉图像中的冗余度，并充分利用人眼的视觉特性，以

达到几分之一至几十分之一的频带压缩。模拟图像信号经过编码实现数字化后，再用数字调制实现传输，便会具有数字通信的优点。已调信号经过传输和交换，到达收信端，经解调或解码还原成模拟电信号，再由图像接收末端设备进行电－光转换，形成可视图像。这种图像有的在显像管上作暂时显示（如电视接收）或记录在录像带上，有的在纸张或感光胶片上作永久性的记录（如传真接收）。图像发送和接收末端设备都以某种扫描方式实现光和电的相互转换，为保证收方显示或记录的图像不发生破裂，通信过程中双方必须保持同步和同相工作。整个系统各部分的技术指标需要协调分配，以确保接收图像的失真在允许范围之内。在通信过程中依靠图像处理技术，是传送过程更加便捷。对于图像处理而言，再现性好数字图像处理与模拟图像处理的根本不同在于，它不会因图像的存储、传输或复制等一系列变换操作而导致图像质量的退化。只要图像在数字化时准确地表现了原稿，则数字图像处理过程始终能保持图像的再现。而且处理精度高按目前的技术，几乎可将一幅模拟图像数字化为任意大小的二维数组，这主要取决于图像数字化设备的能力。现代扫描仪可以把每个像素的灰度等级量化为16位甚至更高，这意味着图像的数字化精度可以达到满足任一应用需求。对计算机而言，不论数组大小，也不论每个像素的位数多少，其处理程序几乎是一样的。换言之，从原理上讲不论图像的精度有多高，处理总是能实现的，只要在处理时改变程序中的数组参数就可以了。回想一下

图像的模拟处理，为了要把处理精度提高一个数量级，就要大幅度地改进处理装置，这在经济上是极不合算的。

而且图像处理技术适用面宽图像可以来自多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的波谱图像（例如X射线图像、射线图像、超声波图像或红外图像等）。从图像反映的客观实体尺度看，可以小到电子显微镜图像，大到航空照片、遥感图像甚至天文望远镜图像。这些来自不同信息源的图像只要被变换为数字编码形式后，均是用二维数组表示的灰度图像（彩色图像也是由灰度图像组合成的，例如RGB图像由红、绿、蓝三个灰度图像组合而成）组合而成，因而均可用计算机来处理。即只要针对不同的图像信息源，采取相应的图像信息采集措施，图像的数字处理方法适用于任何一种图像。

灵活性高图像处理大体上可分为图像的像质改善、图像分析和图像重建三大部分，每一部分均包含丰富的内容。由于图像的光学处理从原理上讲只能进行线性运算，这极大地限制了光学图像处理能实现的目标。而图像处理不仅能完成线性运算，而且能实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系来表达的一切运算均可用图像处理实现。

由于图像是三维景物的二维投影，一幅图象本身不具备复现三维景物的全部几何信息的能力，很显然三维景物背后部分信息在二维图像画面上是反映不出来的。因此，要分析和理解三维景物必须作合适的假定或附加新的测量，例如双目图像或多视点图