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為什么要進(jìn)行圖像處理（為什么要進(jìn)行圖像處理）

發(fā)布時(shí)間：2023-04-19 00:32:53 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 86

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本文目錄:

1、圖像處理主要討論什么問題？有什么用途？用在哪些方面，在解決一個問題的時(shí)候要考慮哪些因素？
2、為什么工業(yè)相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像處理的時(shí)候常常要進(jìn)行灰度化和二值化
3、深度學(xué)習(xí)中圖像訓(xùn)練前為什么對圖像進(jìn)行預(yù)處理
4、圖像處理時(shí)，為什么把彩色圖像進(jìn)行灰度化處理？有什么好處？

為什么要進(jìn)行圖像處理（為什么要進(jìn)行圖像處理）

一、圖像處理主要討論什么問題？有什么用途？用在哪些方面，在解決一個問題的時(shí)候要考慮哪些因素？

數(shù)字圖像處理是交叉學(xué)科。是未來技術(shù)向智能化發(fā)展的最富有前景，也最富有挑戰(zhàn)的領(lǐng)域。其研究的領(lǐng)域博大精深，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，每個領(lǐng)域都可以讓人安身立命一輩子。

一、（1）數(shù)字圖像處理的典型應(yīng)用：【圖像壓縮和傳輸（或者叫著圖像通信也可以）】（如：靜態(tài)圖像JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)；動態(tài)MPEG標(biāo)準(zhǔn)，電信上類似的標(biāo)準(zhǔn)是H.264，娛樂上的MP4也屬于這方面），主要研究內(nèi)容是研發(fā)更有效的圖像的編解碼算法（現(xiàn)在已經(jīng)有很多硬件實(shí)現(xiàn)的編解碼芯片了，具體性能指標(biāo)和適用的標(biāo)準(zhǔn)不同）；

（2）生物識別為數(shù)字圖像處理在【信息安全】領(lǐng)域的應(yīng)用（包含指紋識別、虹膜識別、人臉識別等），當(dāng)然交通系統(tǒng)使用的車牌識別也是類似的技術(shù)。通用模式是：圖像預(yù)處理（如去噪、增強(qiáng)等）＋不變特征提取＋與特征庫中特征進(jìn)行匹配＝> 識別；

生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用數(shù)字圖像處理在生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用十分廣泛，而且很有成效。除了CT技術(shù)之外，還有一類是對醫(yī)用顯微圖像的處理分析，如紅細(xì)胞、白細(xì)胞分類，染色體分析，癌細(xì)胞識別等。此外，在X光肺部圖像增晰、超聲波圖像處理、心電圖分析、立體定向放射治療等醫(yī)學(xué)診斷方面都廣泛地應(yīng)用圖像處理技術(shù)。

【醫(yī)療影像處理】：CT成像，核磁共振MRI，超聲，X線成像。。。

主要研究內(nèi)容：圖像去噪，圖像增強(qiáng)，圖像識別，3維可視化等等

（3）而真正集中了最先進(jìn)軟硬件數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域是：

【軍事】：首先圖像數(shù)據(jù)類型上包含所有的成像頻段能獲取的影像（如無線電（雷達(dá)成像）、紅外、可見光、紫外、X線。。。你把電磁光譜拉開看就明白），用聲音回波來成像也可以，如聲納。千萬不要片面地理解圖像就是可見光成像，那是人眼的局限。

軍事公安方面的應(yīng)用在軍事方面圖像處理和識別主要用于導(dǎo)彈的精確末制導(dǎo)，各種偵察照片的判讀，具有圖像傳輸、存儲和顯示的軍事自動化指揮系統(tǒng)，飛機(jī)、坦克和軍艦?zāi)M訓(xùn)練系統(tǒng)等；公安業(yè)務(wù)圖片的判讀分析，指紋識別，人臉鑒別，不完整圖片的復(fù)原，以及交通監(jiān)控、事故分析等。目前已投入運(yùn)行的高速公路不停車自動收費(fèi)系統(tǒng)中的車輛和車牌的自動識別都是圖像處理技術(shù)成功應(yīng)用的例子。

主要包含這些研究內(nèi)容：目標(biāo)捕獲目標(biāo)鎖定目標(biāo)跟蹤

【機(jī)器人視覺】：啊現(xiàn)在的機(jī)器人還很笨呀，能自己繞開障礙物已經(jīng)是了不起了。

（4）飛機(jī)遙感和衛(wèi)星遙感技術(shù)中。許多國家每天派出很多偵察飛機(jī)對地球上有興趣的地區(qū)進(jìn)行大量的空中攝影。對由此得來的照片進(jìn)行處理分析，以前需要雇用幾千人，而現(xiàn)在改用配備有高級計(jì)算機(jī)的圖像處理系統(tǒng)來判讀分析，既節(jié)省人力，又加快了速度，還可以從照片中提取人工所不能發(fā)現(xiàn)的大量有用情報(bào)。從60年代末以來，美國及一些國際組織發(fā)射了資源遙感衛(wèi)星（如LANDSAT系列）和天空實(shí)驗(yàn)室（如SKYLAB），由于成像條件受飛行器位置、姿態(tài)、環(huán)境條件等影響，圖像質(zhì)量總不是很高。因此，以如此昂貴的代價(jià)進(jìn)行簡單直觀的判讀來獲取圖像是不合算的，而必須采用數(shù)字圖像處理技術(shù)。如LANDSAT系列陸地衛(wèi)星，采用多波段掃描器（MSS），在900km高空對地球每一個地區(qū)以18天為一周期進(jìn)行掃描成像，其圖像分辨率大致相當(dāng)于地面上十幾米或100米左右（如1983年發(fā)射的LANDSAT-4，分辨率為30m）。這些圖像在空中先處理（數(shù)字化，編碼）成數(shù)字信號存入磁帶中，在衛(wèi)星經(jīng)過地面站上空時(shí)，再高速傳送下來，然后由處理中心分析判讀。這些圖像無論是在成像、存儲、傳輸過程中，還是在判讀分析中，都必須采用很多數(shù)字圖像處理方法?，F(xiàn)在世界各國都在利用陸地衛(wèi)星所獲取的圖像進(jìn)行資源調(diào)查（如森林調(diào)查、海洋泥沙和漁業(yè)調(diào)查、水資源調(diào)查等），災(zāi)害檢測（如病蟲害檢測、水火檢測、環(huán)境污染檢測等），資源勘察（如石油勘查、礦產(chǎn)量探測、大型工程地理位置勘探分析等），農(nóng)業(yè)規(guī)劃（如土壤營養(yǎng)、水份和農(nóng)作物生長、產(chǎn)量的估算等），城市規(guī)劃（如地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水源及環(huán)境分析等）。我國也陸續(xù)開展了以上諸方面的一些實(shí)際應(yīng)用，并獲得了良好的效果。在氣象預(yù)報(bào)和對太空其它星球研究方面，數(shù)字圖像處理技術(shù)也發(fā)揮了相當(dāng)大的作用。

（5）通信工程方面的應(yīng)用當(dāng)前通信的主要發(fā)展方向是聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)結(jié)合的多媒體通信。具體地講是將電話、電視和計(jì)算機(jī)以三網(wǎng)合一的方式在數(shù)字通信網(wǎng)上傳輸。其中以圖像通信最為復(fù)雜和困難，因圖像的數(shù)據(jù)量十分巨大，如傳送彩色電視信號的速率達(dá)100Mbit/s以上。要將這樣高速率的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送出去，必須采用編碼技術(shù)來壓縮信息的比特量。在一定意義上講，編碼壓縮是這些技術(shù)成敗的關(guān)鍵。除了已應(yīng)用較廣泛的熵編碼、DPCM編碼、變換編碼外，目前國內(nèi)外正在大力開發(fā)研究新的編碼方法，如分行編碼、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)編碼、小波變換圖像壓縮編碼等。

（6）工業(yè)和工程方面的應(yīng)用在工業(yè)和工程領(lǐng)域中圖像處理技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，如自動裝配線中檢測零件的質(zhì)量、并對零件進(jìn)行分類，印刷電路板疵病檢查，彈性力學(xué)照片的應(yīng)力分析，流體力學(xué)圖片的阻力和升力分析，郵政信件的自動分揀，在一些有毒、放射性環(huán)境內(nèi)識別工件及物體的形狀和排列狀態(tài)，先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)中采用工業(yè)視覺等等。其中值得一提的是研制具備視覺、聽覺和觸覺功能的智能機(jī)器人，將會給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來新的激勵，目前已在工業(yè)生產(chǎn)中的噴漆、焊接、裝配中得到有效的利用。

（7）文化藝術(shù)方面的應(yīng)用目前這類應(yīng)用有電視畫面的數(shù)字編輯，動畫的制作，電子圖像游戲，紡織工藝品設(shè)計(jì)，服裝設(shè)計(jì)與制作，發(fā)型設(shè)計(jì)，文物資料照片的復(fù)制和修復(fù)，運(yùn)動員動作分析和評分等等，現(xiàn)在已逐漸形成一門新的藝術(shù)--計(jì)算機(jī)美術(shù)。

二、為什么工業(yè)相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像處理的時(shí)候常常要進(jìn)行灰度化和二值化

圖像的預(yù)處理為了方便計(jì)算，系統(tǒng)通常將獲取的圖片灰度化。將彩色圖像轉(zhuǎn)化成為灰度圖像的過程就稱為圖像的灰度化處理。圖像二值化局部自適應(yīng)二值化是針對灰度圖像中的每一個像素逐點(diǎn)進(jìn)行閾值計(jì)算，它的閾值是由像素的鄰域內(nèi)的點(diǎn)的局部灰度特性和像素灰度值來確定的。局部閾值法是逐個計(jì)算圖像的每個像素灰度級，保存了圖像的細(xì)節(jié)信息，非均勻光照條件等情況雖然影響整個圖像的灰度分布，卻不影響局部的圖像性質(zhì)，但也存在缺點(diǎn)和問題，相比全局閾值法來說，它的計(jì)算時(shí)間較長，但適用于多變的環(huán)境。<br><br>Regem Marr 研祥金碼的R-3000系列結(jié)構(gòu)緊湊，部署簡單，集成百萬像素Sensor和高性能處理芯片，具備超強(qiáng)運(yùn)算能力，可穩(wěn)定讀取高速移動中的條碼。機(jī)身小巧，性價(jià)比高結(jié)構(gòu)緊湊，方便集成即插即用，快速安裝自動調(diào)節(jié)，輕松設(shè)定。有什么不清楚的您隨時(shí)隨地?fù)艽?000-697-797服務(wù)熱線，均可獲得產(chǎn)品介紹、購買咨詢、售后處理等人工服務(wù)，您反饋的任何問題，都將得到專業(yè)貼心的解答。

三、深度學(xué)習(xí)中圖像訓(xùn)練前為什么對圖像進(jìn)行預(yù)處理

數(shù)據(jù)增強(qiáng) 也就是增加數(shù)據(jù)量，本來這一類的圖太少了，怎么辦？把已有的圖翻轉(zhuǎn)，平移，霧化，去燥等方法，增加樣本量，便于訓(xùn)練。就比如，你現(xiàn)在的圖像都是拍的白天天氣晴朗下的自行車，你用來訓(xùn)練模型，但讓你檢測的時(shí)候有一張圖是白天大霧情況下的路面?？赡芫妥R別不出來自行車來了。但是你訓(xùn)練集中有你霧化后的圖片的話，就訓(xùn)練了這種情況，可能就能識別出來。。。。。你喂給它什么它就學(xué)什么。。你給它的情況越全面它就學(xué)的越好。

四、圖像處理時(shí)，為什么把彩色圖像進(jìn)行灰度化處理？有什么好處？

一般都是為了減小圖像原始數(shù)據(jù)量，便于后續(xù)處理時(shí)計(jì)算量更少，因?yàn)閳D像處理不一定需要對彩色圖像的RGB三個分量都進(jìn)行處理

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