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數字圖像處理系統
鎖定
數字攝影在完成影像的拍攝任務之後,先要對圖像進行修改和加工處理,然後打印或沖印成照片,這一系列的設備構成了數字圖像處理系統。
- 中文名
- 數字圖像處理系統
- 外文名
- Digital image processing system
- 構造特點:
- 面向對象、面向應用
- 基本成分
- 硬件、軟件
- 分 類
- 專用、通用
- 組 成
- 圖像輸入、處理分析和輸出
數字圖像處理系統內容簡介
數字攝影在完成影像的拍攝任務之後,先要對圖像進行修改和加工處理,然後打印或沖印成照片,這一系列的設備構成了數字圖像處理系統。數字圖像處理系統由圖像輸入設備(數字照相機、掃描儀、數字攝像機等)、圖像處理設備(計算機)和圖像輸出設備(圖像打印機、光盤刻錄儀、電視機等)三部分組成。
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圖像處理系統的構成是面向對象、面向應用的,但必需包括軟件系統與硬件環境兩部分。一般來説,按使用對象可以將圖像處理系統分為通用圖像處理系統和專用圖像處理兩類。
硬件部分的組成為:①主計算機。按照程序控制,可執行範圍廣泛的數據處理任務;
②圖像陣列處理機及顯示設備。具有多種圖像存貯、處理和顯示功能,可大大提高圖像處理速度,方便用户對圖像進行交互分析處理;
③大容量存貯設備;
④輸入輸出設備等。
軟件部分由數據輸入、圖像變換、圖像恢復和增強、圖像分類、統計分析以及編輯輸出等方面的程序組成。系統服務對象有專用於科學研究、產品生產和兩者並用3種情況。
數字圖像處理系統組成部分
數字圖像處理系統圖像輸入
要把數字圖像交由計算機進行圖像處理,首先要將數字圖像數據輸入到計算機中。輸入方式一般有數字圖像輸入、圖片掃描輸入、視頻圖像輸入三種。
1.數字圖像輸入。
數字照相機所拍攝的圖像是以數字圖像的形式存儲在照相機的存儲器或可移動動式存儲卡中,只要通過電纜連接線把照相機或移動硬盤、存儲卡等移動式存儲器和計算機連接在一起,圖像的數據就可以輸入計算機中,並以圖像文件的形式存儲。從數字照相機輸入計算機的信號,即數字圖像信號,可以直接由計算機進行加工處理,經過計算機處理的圖像,能極大限度地發揮數字攝影的特長。
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數字照相機通過電纜將數據信號傳輸到計算機中,通常接入方式有兩種,串行接口和USB接口。串行電纜的連接方式比較簡單,但數據信號的傳輸速率比較慢;USB電纜接口傳輸數據信號的速率比較快,因此,數據照相機的連接方式一般都採用後者。另外,攝影者還可以將存儲卡從數字照相機中取出,插入讀卡器中讀出數據後再傳給計算機。
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2.圖片掃描輸入。
建立電子暗房,必須準備的設備就是電子掃描儀,它可以將圖片通過掃描方式轉換為數字信號。當我們需要將圖片、繪畫、照片、膠片等圖像資料輸入計算機中時,必須先將它們轉換為數字信號,通常轉換的方式有兩種,一是用數字照相機拍攝,二是用電子掃描儀掃描。顯然電子掃描儀是進行圖像數字化轉換的最有效的儀器,也是最常用的圖像輸入設備,它通過對圖片的逐點掃描,可以將圖片轉化為數字圖像信號,然後輸入計算機中進行圖像處理。電子掃描儀可以通過電纜線將數據信號傳輸到計算機中,接入方式也有兩種,串行接口和USB接口。USB接口的掃描儀連接方便、操作簡單、傳輸數據信號的速率快,並且支持熱插板,這意味着無需關閉計算機電源就可以加裝或卸載各種設備。因此,目前多數電子掃描儀都使用USB接口。
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3.視頻圖像輸入
視頻圖像輸入主要是指將攝像機和錄像機中的電視圖像信號輸入計算機中。通常電視信號有兩類,一類是數字攝像機、數字錄像機等數字式視頻設備輸出的信號,這種信號本身就是數字圖像處理。另一類是普通電視攝像、錄像設備和有視頻輸入功能的電視機所輸出的模擬圖像信號,模擬圖像信號必須通過計算機專門配置的“視頻採集卡”才能輸入計算機中,由視頻採集電路和模數轉換電路將模擬圖像信號轉換成數字圖像信號,再進入計算機進行圖像加工處理。一般情況下,輸入計算機中的圖像信號是每秒鐘25幅畫面,因此計算機加工處理圖像信號的速度是必須考慮的。
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數字圖像處理系統圖像處理分析
數字圖像處理系統圖像輸出部分
數字圖像處理系統技術層次
數字圖像處理技術一般有三個層次:圖像處理、圖像分析以及圖像識別理解。
1.圖像處理是指對輸入圖像進行變換,改善圖像的視覺效果或增強某些特定信息,是從圖像到圖像的處理過程。這類處理技術有去燥、增強、鋭化、色彩處理、復原等。
2.圖像分析是指通過對圖像相關目標、內容進行檢測和計算,獲取某些客觀信息,從而建立對圖像的描述,以便對圖像內容進行識別辨識。圖像分析是從圖像到非圖像(數據或字符)的處理過程,這類的處理技術包括圖像分割、圖像描述和分析等。
數字圖像處理系統系統硬件結構
數字圖像處理系統數字化設備
將圖像轉換成計算機可以處理的數字形式,通常用數字矩陣表示轉換結果。
1.圖像數字化器的組成
(1)採樣:把圖像劃分為若干圖像元素(像素),並給出它們各自的存儲地址;
(2)量化:度量每一像素的灰度,並把連續的度量結果量化為整數;
(3)信息保存:將圖像量化結果寫入存儲設備
為完成這些功能,該設備包含以下五個組成部分:
(1)採樣孔(Sampling aperture);
(2)圖像掃描機構;
(3)光傳感器;
(4)量化器;
2.圖像數字化器的性能
圖像數字化的具體形式多樣,與成像器件密切相關。雖然各種圖像數字化器的組成不同,但是它們的性能按下面幾個參數進行比較:
(1)像素大小
(2)圖像大小
(3)被測對象的局部特徵
(4)線性度
(5)灰度級
3.數字照相機
攝像機
掃描儀
數字圖像處理系統處理設備
Apple Macintosh:包括其內置的操作系統軟件及用户接口;IBM: PC兼容機使用磁盤操作系統(DOS,Microsoft Windows系列);圖形工作站使用UNIX操作系統,或 X WINDOWS環境;大型計算機系統擁有大量的資源並被許多用户通過遠程工作站共享。各系統也通過網絡共享資源和數據。輸出設備: 圖像的顯示方式
永久性系統,改變了記錄媒體的光吸收特性,留下圖像的硬拷貝,如照片、膠片、打印紙等。
暫時顯示設備,在圖像顯示器上留下瞬間的影像,如圖像監視器、投影儀等。
圖像顯示系統最重要的顯示特性
圖像的大小、光度分辨率和空間分辨率、高低頻響應特性和噪聲特性。
數字圖像處理系統存儲設備
(1)用於處理時的短期快速存儲計算機內存,另一種是幀存
(2)關係到快速調用的在線存儲主要考慮速度,常採用磁盤
(3)大容量的檔案存儲主要考慮存儲容量,一般採用磁帶、光盤存儲的容量以字節(B)、千字節(KB)、兆字節(MB)、吉字節(GB)、太字節(TB)為單位
數字圖像處理系統處理軟件
1.Photoshop等圖像處理軟件沒有二次開發功能,不能用於專業領域的應用開發
2.C語言等,包括matlab等。