vc++数字图像运动检测处理系统 第4页
数字图像处理及程序开发周期
一、 数字图像处理简介
（一）什么是数字图像处理
所谓“数字图像处理”就是对一个物体的数字表示施加一系列的操作，以得到所期望的结果。处理的过程中能改变图片的样子使其更称心或更具吸引力，或者达到某种预定的目标。数字图像处理离不开计算机，因此又称计算机图像处理。数字图像处理有很多优点。主要有：1.精度高：不管是对4bit还是8bit和其他比特图像的处理，对计算机来说几乎是一样的。2.再现性好：不管是什么图像，它们均用数组或集合表示。3.通用性、灵活性高：不管是图像还是X线照片、红外热成像、超声波图像等不可见光成像，尽管这些图像成像体系中的设备规模和精度各不相同，但当把图像信号直接进行A/D变换，或记录成照片再数字化，对于计算机来说都能用二文数组表示，不管什么样的图像都可以用同样的方法进行处理，这就是计算机处理的通用性。
本设计涉及的主要数字图像处理技术有以下内容：
⒈ 图像分析和特征提取：图像分析可看作是一个描述过程，主要研究用自动或半自动装置和系统，从图像中提取有用的测度、数据或信息，生成非图像的描述或者表示。常常依靠某种知识来说明景物中物体与物体、物体与背景之间的关系。图像分析的内容分为特征提取、符号描述、目标检测、景物匹配和识别等几个部分。图像特征是指图像场中可用作标志的属性，其中有些是视觉直接感受到的自然特征，如区域的亮度、彩色、纹理或轮廓等等。有些是需要通过变换或测量才可得到的认为特征，如各种变换频谱、直方图、矩等。图像特征提取就是从图像中提取出某些可能涉及到高层语义信息的图像特征，以进行后续分析。
⒉ 图像匹配：简单的说就是根据图像的某些区域或者特征。在另一幅图像中找到对应的区域或者特征。具体实现方法为：先把两个图像的特征区域的中心点对齐，然后根据两个中心点在各自图像中的偏差，来确定要比较的像素。接着处理那些要进行比较的像素，得到它们的差值的绝对值，观察它的大小，如果绝对值非常大，说明两幅图像的差异很大，就认为不能匹配，否则就认为匹配成功。
⒊ 图像分割：人能方便从一幅图像中找出感兴趣的物体或区域，而要让计算机做到这一点却需要
给它以客观测度，使之按照、颜色或几何性质等把一些物体或区域加以分离，这称之为图像分割。
（二）数字图像处理的基本要求
对于一个有效的通用图像处理系统来说应满足以下要求：
⒈ 硬件必须适合所要解决的问题。采用不恰当的空域采样和不恰当的灰度量化可能并不排除系统
成功的可能性，但会使失败的原因难以确定。处理算法经常假定图像函数是连续的。如采样和量化不能
满足上述假定，系统的性能将受到显著的影响。因此不恰当的数据获取能力将会危机问题的成功解决。
⒉ 需要高质量的设备。如果系统噪声水平足以使图像退化，处理将很难成功。
⒊ 图像分析需要高质量的图像数字化设备，图像处理则还需要高质量的图像显示设备。
⒋ 当面向通用处理时，软件系统应允许用简单且逻辑性强的方式通过菜单选择进行处理和分析。输入/输出图像和库程序的方便和快速访问也是一个实际应用中的要求。
⒌ 图像处理库应保持起丰富性。如果现有的程序可用旧问题或新问题采取新的处理方法而不需要
重编程序，则系统的能力会大大增强。
⒍ 程序库应具有可扩展性，可以方便地加入新的程序模块，从而使系统能力不断增强。
（三） 数字图像处理的应用
计算机图像处理和计算机、多媒体、智能机器人、专家系统等技术的发展紧密相关。今年来计算机识别、理解图像的技术发展很快，也就是图像处理的目的除了直接供人观看（如医学图像是为医生观看作诊断）外，还进行一步发展了与计算机视觉有关的应用，如邮件自动分检，车辆自动驾驶等。下面仅罗列了一些典型应用实例，而实际应用更广。
1.在生物医学中的应用
主要包括显微镜图像处理；DNA显示分析；红、白血球分析计数；虫卵及组织切片的分析；癌细胞识别；染色体分析；心血管数字减影及其他减影技术；内脏大小形状及异常检测；心脏活动的动态分析；热像、红外像分析；X光照片增强、冻结及伪彩色增强；超声图像成像、增强、冻结及伪彩色处理等。
2.遥感航天中的应用
军事侦察、定位、导航、指挥等应用；多谱卫星图像分析；地形、地图、国土普查；地质、矿藏勘探；森林资源探查、分类、防火；水利资源探查，洪水泛滥监测；海洋、渔业方面如温度、鱼群的监测、预报；农业方面如谷物估产、病虫害调查；自然灾害、环境污染的监测；气象、天气预报图的合成分析预报；天文、太空星体的探测及分析；交通、空中管理、铁路选线等。
3.军事公安领域中的应用
巡航导弹地形识别；指纹自动识别；罪犯脸形的合成；侧视雷达的地形侦察；遥控飞行器RPV的引导；目标的识别与制导；警戒系统及自动火炮控制；反伪装侦察；手迹、人像、印章的鉴定识别；过期档案文字的复原；集装箱的不开箱检查等。
4.其他应用
图像的远距离通信；多媒体计算机系统及应用；电视电话；服装试穿显示；理发发型预测显示；电视会议；办公自动化、现场视频管理等。
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