1.1 什么是数字图像处理

图像处理的界限比较难界定。

下图可能是一个较为清晰的分界指标。

本课程定义的数字图像处理，界定为其输入和输出都是图像的处理。另外，包含从图像中提出特征的处理，直至包括各个目标的识别。同时本书包含图像中文本字符的识别处理。

1.2 图像获取

1.2.1 暗箱成像、小孔成像

小孔成像是一种比较标准的成像方法。

孔的大小影响成像结果，针孔过大，会导致各向平均，图像极度模糊。针孔过小，则导致衍射效应（diffraction effects ）模糊图像。

现代相机往往需要使用镜头，这是为了收集更多的光线。

成像的一些基本术语和参数：

对焦（Focus）

景深（Depth of field）：景深是指相机对焦点前后相对清晰的成像范围。

视野（Filed of View）:相机3D空间的角度度量。取决于焦距长度。f越小，图片显得更加“广角”，这是因为更多的点被投射到有限的图片上。

1.2.2 电子图像

与传统的照片相比，电子图像有以下特点：

•胶片由传感器阵列代替

•当前技术：电荷耦合器件阵列（arrays of charge coupled devices，CCD）

•将图像细化为像素

•将光强度量化为像素值

采样和量化：

1.3 图像表示（Image Representation）

1.3.1 图像格式

矢量图

优点：缩放时无锯齿和模糊。

缺点：难以获得，实践中应用有限。

位图

优点：易于获得，广泛应用。

缺点：容易模糊和锯齿。

位图转换

GIF:Graphcal Interchange Format

8位索引，最多可保存256种颜色;

可以选择抖动 （将混合两种不同颜色的像素来创建另一种颜色的建议）

可以动画、透明。

JPEG:Joint Photographic Expert Group

16位 - 能够一次显示数百万种颜色而不会抖动。

压缩设置约为60％将导致质量和文件大小的最佳平衡。

PNG：Portable Network Graphics

基于ZIP的无损压缩

可以是透明的（4通道图像）

BMP:Windows Bitmap

1.3.2 位图表示

x，y，f（x，y）仅取离散值，形成有限元素。

每个元素称为像素（pixel）。

1.3.3 图像存储

大小（分辨率，dpi，宽度*高度，像素数）

色彩空间（RGB，CMYK，YUV，Lab，...）

通道（1,2,3,4，灰色＆颜色）

深度（每个通道的位数，8位，12位，......，LDR和HDR）

坐标系：