數字影象處理 總結
阿新 • • 發佈：2018-11-08
數字影象處理（Digital Image Processing）又稱為計算機影象處理，它是指將影象訊號轉換成數字訊號並利用計算機對其進行處理的過程。
影象概述
分類
- 按影象灰度
- 灰度影象：一般為256灰度級（8點陣圖）、二值影象
- 按影象格式
- 光柵影象：bmp、jpg、png、gif
- 向量影象：wmf、svg
- 按影象維度
- 全景照片
屬性
二維影象
- 基本單位：畫素
- 解析度
- 空間解析度：單位：PPI(pixels per inch)
- 灰度級解析度（色階）
- 寬度、高度
- 幅度資訊
- 灰度
- 梯度
- 相位資訊
三維影象
- 基本單位：體素
- 寬度、高度、深度
畫素間關係
- 鄰接性、連通性、區域和邊界
- 距離度量（函式）
- L1範數：曼哈頓距離、街區距離
- L2範數：歐式距離（歐幾里得距離）
- L∞範數：切比雪夫距離、棋盤距離
相關
- 影象與光波波長和振幅的關係
- 視覺欺騙
- 人類從外界獲取的資訊約有百分之七十五來自視覺系統
影象預處理
顏色空間轉換
RGB to Gray
RGB三原色合成法
- 白平衡演算法
RGB to HSV
二值化
- OSTU: 計算一連通區域的閾值，然後對該區域二值化
- 自適應二值化
影象變換
- 不考慮插值
- 平移
- 翻轉/映象
- 考慮插值
- 旋轉
- 縮放（放大：過取樣，縮小：欠取樣）
- 錯切
- 傅立葉變換
影象復原和增強
影象平滑（模糊）
突出影象的寬大區域、低頻成分、主幹部分或抑制影象噪聲和干擾高頻成分，使影象亮度平緩漸變 ，減小突變梯度。
線性濾波器
基於核矩陣的鄰域加權和法計算影象卷積。
- 低通濾波器
- 歸一化塊（均值）濾波器 (Normalized Box Filter)
- 高斯濾波器 (Gaussian Filter)
非線性濾波器
中值濾波器 (Median Filter)
- 取鄰域中值
- 去除椒鹽噪點
雙邊濾波 (Bilateral Filter)
影象增強（銳化）
增強影象邊緣，使影象更加鮮明。
線性濾波器
基於核矩陣的鄰域加權和法計算影象卷積。
- 高通濾波器: 使用微分演算法計算影象梯度
- 計算一階導數：Sobel(浮雕特效)、Prewitt、Roberts
- 計算二階導數：拉普拉斯
影象形態學運算
- 開運算: 先腐蝕，後膨脹
- 閉運算: 先膨脹，後腐蝕
影象編碼和壓縮
預測編碼
變換壓縮
影象分析
影象特徵
- 統計特徵
- 均值
- 標準差
- 方差
- 熵
- 結構特徵
- 點
- 線
- 邊緣
- 紋理
影象檢測
特徵點
- Harris角點
- FAST特徵（Features from Accelerated Segment Test）
- SURF特徵
邊緣
- 特徵：方向、幅度
- 運算元
- Canny運算元：速度快、高低閾值需要輸入
- Sobel運算元
- Prewitt運算元
- Roberts運算元
直線/線段
- 霍夫(Hough)線變換
- LSD
圓
- 霍夫(Hough)圓變換
影象分割
基於閾值
基於邊緣
基於區域
- 分水嶺分割演算法
- 區域生長法
- 分裂合併法
基於跟蹤
- 輪廓跟蹤法：提取連通區域的輪廓
- 光柵跟蹤法
影象識別和分類
模式識別（Pattern Recognition）
機器學習
人工神經網路
其他影象處理
光學影象處理
基於相位資訊的影象處理
相位一致性影象特徵檢測
應用
膚色檢測
- 連通域在複雜背景膚色檢測中的應用
- Skin Segmentation Using YCbCr and RGB Color Models