数字图像处理教材 pdf数字图像处理技术概述数字图像处理教材哪本好满满干货，

转载：机器视觉自动化

1、数字图像处理的目的

数字图像处理主要完成的任务有：

（1）提高图像的视觉质量以达到人眼主观满意或较满意的效果。例如，图像的增强﹑图像的复原﹑图像的几何变换，图像的代数运算，图像的滤波处理等有可能使受到污染、干扰等因素影响产生的低清晰度、变形等图像质量问题得到有效的改善。

（2）提取图像中目标的某些特征，以便于计算机分析或机器人识别。这些处理也可以划归于“图像分析”的范畴。例如，边缘检测，图像分割，纹理分析常用作模式识别、计算机视觉等高级处理的预处理。

（3）为了存储和传输庞大的图像和视频信息，常常对这类数据进行有效的压缩。常用的方法有统计编码预测编码和正交变换编码等。

（4）信息的可视化。如温度场、流速场、生物组织内部等许多信息并非可视，但转化为视觉形式后可以充分利用人们对可视模式快速识别的自然能力，更便于人们观察，分析、研究、理解大规模数据和许多复杂现象。信息可视化结合了科学可视化，人机交互，数据挖掘、图像技术，图形学，认知科学等诸多学科的理论和方法，是研究人与计算机表示的信息，以及它们相互影响的技术。

（5）信息安全的需要，主要反映在数字图像水印和图像信息隐藏。这是图像工程出现的新热点之一。数字水印是利用多媒体数字产品中普遍存在的冗余数据与随机性，把水印信息可见或不可见的嵌入到数字作品中﹐以期达到保护数字产品的版权或完整性的一种技术。在计算机通信﹑密码学等学科也有其用武之地。

在这些目的中，华南理工大学土木视觉实验室的工作重点放在提取图像特征和信息的可视化。其中提取图像特征用于识别结构的响应信息用于结构状态识别，信息可视化用于图像辅助检测，图像辅助教学，图像辅助科研等。具体工作将在后续公众号文章中分享。

2 、数字图像处理的特点

数字图像处理利用数字计算机或其他专用的数字设备处理图像，与模拟方式相比具有以下鲜明的特点。

（1）处理精度高

图像采集设备可将一幅模拟图像数字化为任意大小和精度的二维数组供处理设备加工。根据应用的需求，数字化的像素数可以从几十到几百万，甚至上千万，每个像素的等级可以量化为从1位到16位甚至更高，活动图像的帧率可以从十几赫兹到六十赫兹，高速摄像达几千赫兹到上万赫兹。而对处理设备来说，不同数据量的图像其处理程序大致是一样的。图像精度高这一点在现阶段土木工程中并不突出，由于现有测量仪器的精度也已经足够高了。基于图像识别技术的位移测量精度受限于仪器与被测物距离，测量光线等因素，测量精度并不理想。

（2）重现性能好

理论上，数字图像处理不会因图像的存储、传输等过程而导致图像质量的退化。图像的质量主要受数字化过程时取样样本数﹑量化精度，处理过程中的处理精度等的限制。由于在一定范围内，人眼和机器视觉的分辨率都是有限的，因此只要保持足够的处理精度，图像重现性就会很好﹐能保证图像的原貌。

（3）灵活性高

与模拟图像处理相比较﹐由于图像处理软件功能强大、扩展性好﹑用户界面友好，数字图像处理不仅能完成一般的线性和非线性处理，而且一切可以用程序实现的智能信息处理方法都可以加以采用。

（4）图像信息量大

在数字图像处理中，一幅图像可以看成是由图像矩阵中的像素组成的，通常每个像素用红﹑绿，蓝三种颜色表示，每种颜色用8bit表示灰度级，一幅1024像素×1024像素不经压缩的真彩色图像，数据量达3MB。一幅3240像素×2340像素的遥感图像，采用4bit量化，占用约3.8MB的存储空间。一幅中等分辨率的VGA640像素×480像素的256色图像的数据量为300KB。传送一路PCM彩色电视图像的速率达108Mbit/s，则每秒的数据量可达13.5MB。大数据量和传输速率对计算机的计算速度，网络带宽﹑媒体存储容量等提出了很高的要求，如果精度及分辨率再提高，所需处理时间将大幅度增加，因此数据压缩成为不可缺少的处理环节。这段表述中仅仅提到了图像自身存储所需信息量大，其实图像中所含信息本身具有高冗余性、同步性、高相关性、鲁棒性等特点，这些特点才是土木工程中应用图像处理技术的关键。

（5）数字图像信号占用的频带较宽

在模拟域，视频信号的带宽比音频信号的带宽要大几个数量级。为了保证图像的质量，根据采样定理，数字化后﹐数字视频占用的频带进一步加宽。所以，在成像﹑传输﹑存储、处理，显示等各个环节的实现上，技术难度较大，成本较高，宽频带对处理和传输设备提出了更高的要求，因此频带压缩技术也是数字图像处理的一个值得注意的问题。这一特点是由信息量大导致的。