图像处理与视觉测量

一、图像处理的相关定义

（一）图像的定义

图像（image）具有多种含义，其中最常见的一种定义是指各种图形和影像的总称。从广义上说，图像是自然界景物的客观反映，是人类认识世界和人类本身的重要知识源泉。它是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼进而产生视觉的实体。人的视觉系统就是一个观测系统，通过它得到的图像就是客观景物在人眼中形成的影像。图像信息不仅包含光通量分布，还包含人类视觉的主观感受。随着计算机技术的迅速发展，人们还可以人为地创造出色彩斑斓、千姿百态的各种图像。

总之，图像是对客观对象的一种相似性的、生动性的描述或写真。图像是客观对象的一种表示，它包含了有关被描述对象的信息，它是人们最主要的获取信息的来源。

（二）图像处理的定义

图像处理（image processing）是对图像进行一系列操作以达到预期目标的技术。图像处理又分为模拟图像处理和数字图像处理。

模拟图像处理（analog image processing）是利用光学、照相方法对模拟图像的处理。光学的模拟图像处理方法已有很长的历史，在激光全息技术出现后，它得到了进一步发展。尽管光学图像处理理论日臻完善，且处理速度快信息容量大、分辨率高，又非常经济，但处理精度不高、稳定性差、设备笨重、操作不方便和工艺水平较低等因素限制了它的发展速度。从20世纪60年代起，随着电子计算机技术的进步，数字图像处理获得了飞跃发展。

数字图像处理（digital image processing）离不开计算机，所以又称为计算机图像处理，它是指为达到某种预期目的，将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理是对数字图像进行分析、加工和处理，使其满足人们视觉和心理的要求。目前，数字图像处理在很多领域都有着广泛的应用。

二、图像处理的方法

图像处理的方法种类繁多，根据不同的分类标准可以得到不同的分类结果。根据图像处理方法处理的作用域不同，主要可以将图像处理方法分为空域图像处理方法和变换域图像处理方法。

（一）空域图像处理方法

空域图像处理方法是指在空间域内直接对图像进行处理。在处理时，既可以直接对图像各像素点进行灰度上的变换处理，也可以对图像进行小区域模板的空域滤波等处理，以充分考虑像素邻域像素点对其的影响。

空域图像处理方法主要分为两大类，即邻域处理法和点处理法。

（二）变换域图像处理方法

变换域图像处理方法是通过各种图像变换方法将图像从空域变换到相应的变换域，得到变换域系数阵列，然后在变换域中对图像进行处理，处理完成后再将图像从变换域进行反变换到空间域，得到最后的处理结果。

变换域图像处理方法所使用的图像变换主要有傅里叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换、哈达玛变换、小波变换和轮廓波变换等。

三、图像处理的内容

图像处理的内容相当丰富，包括狭义的图像处理、图像分析与图像理解。狭义的图像处理着重强调在图像之间进行的变换，是一个从图像到图像的……