数字图像处理原理

文章摘要：数字图像是把需处理的模拟图像数字化。简单地讲，就是用—个如图1中的网格把欲处理的图像罩上，然后把每一个方格中的模拟图像的各个亮度取其平均值作为该小方格小点的值；也可以把方格的交叉点处的模拟图像的亮度值作为该方格交叉点上的值。这样一幅模拟图像就变化为只用小方格中点的值来代表的离散值图像或只用方格交叉点的值表示的离散值图像，然后输入到计算机中，对该离散的数据进行一系列的有目的处理计算，最后输出成人们需要的处理结果，有的是为了让人们更加清晰地看到图像，有些结果是为机械机构运行提供输入。图1 图像阵列数字图像处理必须建立一个处理系统，系统包括硬件环境和软件能力两项。硬件环境一般分为两大类型，如图2所示

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　　数字图像是把需处理的模拟图像数字化。简单地讲，就是用—个如图1中的网格把欲处理的图像罩上，然后把每一个方格中的模拟图像的各个亮度取其平均值作为该小方格小点的值；也可以把方格的交叉点处的模拟图像的亮度值作为该方格交叉点上的值。这样一幅模拟图像就变化为只用小方格中点的值来代表的离散值图像或只用方格交叉点的值表示的离散值图像，然后输入到计算机中，对该离散的数据进行一系列的有目的处理计算，最后输出成人们需要的处理结果，有的是为了让人们更加清晰地看到图像，有些结果是为机械机构运行提供输入。

　　图1 图像阵列

　　数字图像处理必须建立一个处理系统，系统包括硬件环境和软件能力两项。硬件环境一般分为两大类型，如图2所示。市场上图像处理硬件多种多样，价格相差极为悬殊，从总体上看只分两类。如图2（a）所示，计算机插入一个图像插板，图像插板中有刷新图像存储器等专用硬件，而处理工作由计算机软件完成，这种类型可简称为软件型图像处理系统，其处理速度完全取决于计算机CPU的运算速度。另一类如图2（b）所示，用专用硬件进行图像处理，而主机仅作为发布命令及进行小部分处理，图像硬件处理可以脱机进行。此专用硬件称为图像处理器，因此，这一类可称为图像计算机型图像处理系统。

　　当要求大量处理图像时，对图像处理系统的速度要求很高。例如，在处理跟踪军事目标或从卫星得到的大量图像原始数据时，都要求实时处理或准实时处理。准实时处理就是要求对图像的处理速度和一般电视显示速度一样快，大约20 ms或40 ms处理完一幅图像。虽然处理速度仍不能满足真正实时跟踪的要求，但已能达到多数应用的要求。为了解决实时性处理，常用专用硬件解决其全部处理中最慢的环节或全部。因而承担或加快部分或者全部处理功能的运算硬件即图像计算机，其方案如图2（b）所示。

　　图2 两类数字图像处理系统

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