国外数字图像处理课程复习笔记

数字图像处理是计算机科学的一个重要分支，它涉及图像的获取、存储、处理和显示，以及从图像中提取信息的技术。EE-398/498 Introduction to Digital Image Processing 是Wilkes University提供的一门介绍性课程，主要面向对数字图像处理感兴趣的研究生和高级本科生。通过学习这门课程，学生能够掌握数字图像处理的基本概念、理论和技术，为从事相关的研究和应用开发打下坚实的基础。 首先，我们需要了解数字图像处理的基本概念。数字图像是通过数字化手段获得的图像，这包括了从现实世界中采集图像信号、进行数字化处理、存储在计算机中以及进行各种图像处理操作的过程。数字图像处理的核心技术主要包括图像获取、图像存储、图像增强、图像复原、图像压缩、图像分割、特征提取和图像描述等。 接下来，我们将详细探讨上述各项技术中的关键知识点： 1. 图像获取：图像获取是指通过各种成像设备，如摄像头、扫描仪等，将现实世界中的物体转换为数字图像的过程。这部分内容涉及到成像系统的物理原理、传感器技术以及采样定理等基础知识。 2. 图像存储：图像存储关注如何高效地在计算机存储介质中保存图像数据。图像数据在计算机中通常以二维矩阵的形式存储，每个像素点的灰度或颜色值由矩阵中的元素表示。此外，图像存储还涉及到图像文件格式的问题，如常见的JPEG、PNG、BMP等格式。 3. 图像增强：图像增强的目的是改善图像的视觉效果，这包括增加图像的对比度、调整亮度、颜色校正、锐化和模糊处理等技术。图像增强的方法可以是空间域处理，也可以是频率域处理。 4. 图像复原：图像复原通常是指对图像进行去噪、去模糊等操作，以恢复图像原有的质量。这通常需要一些预先的知识或假设，如系统退化模型的估计、噪声模型的了解等。 5. 图像压缩：图像压缩关注如何减少存储或传输图像所需的比特数。由于图像数据往往数据量庞大，压缩技术对于减少存储空间和传输带宽的需求至关重要。常见的图像压缩技术有无损压缩和有损压缩，JPEG格式就是一个有损压缩的例子。 6. 图像分割：图像分割是指将图像划分为不同区域或对象的过程。图像分割是图像分析和理解的重要步骤，其结果对后续的图像识别和图像理解至关重要。图像分割的方法包括阈值分割、区域生长分割、边缘检测分割等。 7. 特征提取和图像描述：特征提取是从图像中提取重要信息的过程，而图像描述则是用特征来描述图像内容的技术。这涉及到形状特征、纹理特征、色彩特征等的提取，以及对这些特征的使用，比如在模式识别和计算机视觉中的应用。 了解这些关键知识点后，EE-398/498 Introduction to Digital Image Processing 这门课程的学习者将能够更加深入地掌握数字图像处理的基础理论，并通过相关的实验和项目应用这些知识解决实际问题。通过这门课程的学习，学生成为数字图像处理领域的专业人士，不仅能够在学术研究上有所建树，也能够在医疗成像、遥感、安全监控、机器视觉等工业应用领域发挥作用。