影象處理基本知識影象處理的方法
影象處理又稱為影像處理，是用計算機對影象進行達到所需結果的技術。那麼你對影象處理了解多少呢?以下是由小編整理關於影象處理基本知識的內容，希望大家喜歡!
影象處理的介紹
所謂數字影象處理就是利用計算機對影象資訊進行加工以滿足人的視覺心理或者應用需求的行為。實質上是一段能夠被計算機還原顯示和輸出為一幅影象的數字碼。 21世紀是一個充滿資訊的時代，影象作為人類感知世界的視覺基礎，是人類獲取資訊、表達資訊和傳遞資訊的重要手段。
數字影象處理即用計算機對影象進行處理，其發展歷史並不長。數字影象處理技術源於20世紀20年代，當時通過海底電纜從英國倫敦到美國紐約傳輸了一幅照片，採用了數字壓縮技術。
首先數字影象處理技術可以幫助人們更客觀、準確地認識世界，人的視覺系統可以幫助人類從外界獲取3/4以上的資訊，而影象、圖形又是所有視覺資訊的載體，儘管人眼的鑑別力很高，可以識別上千種顏色，但很多情況下，影象對於人眼來說是模糊的甚至是不可見的，通過圖象增強技術，可以使模糊甚至不可見的影象變得清晰明亮。
另一方面，通過數字影象處理中的模式識別技術，可以將人眼無法識別的影象進行分類處理。通過計算機模式識別技術可以快速準確地檢索、匹配和識別出各種東西。
數字影象處理技術已經廣泛深入地應用於國計民生休慼相關的各個領域。
在計算機中，按照顏色和灰度的多少可以將影象分為二值影象、灰度影象、索引影象和真彩色RGB影象四種基本型別。大多數影象處理軟體都支援這四種類型的影象。
中國物聯網校企聯盟認為影象處理將會是物聯網產業發展的重要支柱之一，它的具體應用是指紋識別技術。
二值影象
一幅二值影象的二維矩陣僅由0、1兩個值構成，“0”代表黑色，“1”代白色。由於每一畫素***矩陣中每一元素***取值僅有0、1兩種可能，所以計算機中二值影象的資料型別通常為1個二進位制位。二值影象通常用於文字、線條圖的掃描識別***OCR***和掩膜影象的儲存。
灰度影象
灰度影象矩陣元素的取值範圍通常為[0，255]。因此其資料型別一般為8位無符號整數的***int8***，這就是人們經常提到的256灰度影象。“0”表示純黑色，“255”表示純白色，中間的數字從小到大表示由黑到白的過渡色。在某些軟體中，灰度影象也可以用雙精度資料型別***double***表示，畫素的值域為[0，1]，0代表黑色，1代表白色，0到1之間的小數表示不同的灰度等級。二值影象可以看成是灰度影象的一個特例。
索引影象
索引影象的檔案結構比較複雜，除了存放影象的二維矩陣外，還包括一個稱之為顏色索引矩陣MAP的二維陣列。MAP的大小由存放影象的矩陣元素值域決定，如矩陣元素值域為[0，255]，則MAP矩陣的大小為256Ⅹ3，用MAP=[RGB]表示。MAP中每一行的三個元素分別指定該行對應顏色的紅、綠、藍單色值，MAP中每一行對應影象矩陣畫素的一個灰度值，如某一畫素的灰度值為64，則該畫素就與MAP中的第64行建立了對映關係，該畫素在螢幕上的實際顏色由第64行的[RGB]組合決定。也就是說，影象在螢幕上顯示時，每一畫素的顏色由存放在矩陣中該畫素的灰度值作為索引通過檢索顏色索引矩陣MAP得到。索引影象的資料型別一般為8位無符號整形***int8***，相應索引矩陣MAP的大小為256Ⅹ3，因此一般索引影象只能同時顯示256種顏色，但通過改變索引矩陣，顏色的型別可以調整。索引影象的資料型別也可採用雙精度浮點型***double***。索引影象一般用於存放色彩要求比較簡單的影象，如Windows中色彩構成比較簡單的桌布多采用索引影象存放，如果影象的色彩比較複雜，就要用到RGB真彩色影象。
RGB影象
RGB影象與索引影象一樣都可以用來表示彩色影象。與索引影象一樣，它分別用紅***R***、綠***G***、藍***B***三原色的組合來表示每個畫素的顏色。但與索引影象不同的是，RGB影象每一個畫素的顏色值***由RGB三原色表示***直接存放在影象矩陣中，由於每一畫素的顏色需由R、G、B三個分量來表示，M、N分別表示影象的行列數，三個M x N的二維矩陣分別表示各個畫素的R、G、B三個顏色分量。RGB影象的資料型別一般為8位無符號整形，通常用於表示和存放真彩色影象，當然也可以存放灰度影象。
數字化影象資料有兩種儲存方式：點陣圖儲存***Bitmap***和向量儲存***Vector***
我們平常是以影象解析度***即畫素點***和顏色數來描述數字圖象的。例如一張解析度為640*480,16位色的數字圖片，就由2^16=65536種顏色的307200***=640*480***個素點組成。
點陣圖影象：點陣圖方式是將影象的每一個象素點轉換為一個數據，當影象是單色***只有黑白二色***時，8個象素點的資料只佔據一個位元組***一個位元組就是8個二進位制數，1個二進位制數存放象素點***;16色***區別於前段“16位色”***的影象每兩個象素點用一個位元組儲存;256色影象每一個象素點用一個位元組儲存。這樣就能夠精確地描述各種不同顏色模式的影象圖面。
點陣圖影象彌補了向量式影象的缺陷，它能夠製作出色彩和色調變化豐富的影象，可以逼真地表現自然界的景象，同時也可以很容易地在不同軟體之間交換檔案，這就是點陣圖影象的優點;而其缺點則是它無法制作真正的3D影象，並且影象縮放和旋轉時會產生失真的現象，同時檔案較大，對記憶體和硬碟空間容量的需求也較高。點陣圖方式就是將影象的每一畫素點轉換為一個數據。
如果用1位資料來記錄，那麼它只能代表2種顏色***2^1=2***;如果以8位來記錄，便可以表現出256種顏色或色調***2^8=256***，因此使用的位元素越多所能表現的色彩也越多。通常我們使用的顏色有16色、256色、增強16位和真彩色24位。一般所說的真彩色是指24位***2^24***的點陣圖儲存模式適合於內容複雜的影象和真實照片。但隨著解析度以及顏色數的提高，影象所佔用的磁碟空間也就相當大;另外由於在放大影象的過程中，其影象勢必要變得模糊而失真，放大後的影象畫素點實際上變成了畫素“方格”。 用數碼相機和掃描器獲取的影象都屬於點陣圖。
向量影象：向量影象儲存的是影象資訊的輪廓部分，而不是影象的每一個象素點。例如，一個圓形圖案只要儲存圓心的座標位置和半徑長度，以及圓的邊線和內部的顏色即可。該儲存方式的缺點是經常耗費大量的時間做一些複雜的分析演算工作，影象的顯示速度較慢;但影象縮放不會失真;影象的儲存空間也要小得多。所以，向量圖比較適合儲存各種圖表和工程。
影象編碼的介紹
對影象資訊編碼，以滿足傳輸和儲存的要求。編碼能壓縮影象的資訊量，但影象質量幾乎不變。為此，可以採用模擬處理技術，再通過模-數轉換得到編碼，不過多數是採用數字編碼技術。編碼方法有對影象逐點進行加工的方法，也有對影象施加某種變換或基於區域、特徵進行編碼的方法。脈碼調製、微分脈碼調製、預測碼和各種變換都是常用的編碼技術。
影象壓縮的介紹
由數字化得到的一幅影象的資料量十分巨大，一幅典型的數字影象通常由500×500或1000×1000個畫素組成。如果是動態影象，是其資料量更大。因此影象壓縮對於影象的儲存和傳輸都十分必要。
有兩類壓縮演算法，即無失真壓縮和有失真壓縮。最常用的無失真壓縮演算法取空間或時間上相鄰畫素值的差，再進行編碼。遊程碼就是這類壓縮碼的例子。有失真壓縮演算法大都採用影象交換的途徑，例如對影象進行快速傅立葉變換或離散的餘弦變換。著名的、已作為影象壓縮國際標準的JPEG和MPEG均屬於有失真壓縮演算法。前者用於靜態影象，後者用於動態影象。它們已由晶片實現。
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