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中国浅谈计算机图像处理技术 摘要：介绍了数字图像处理技术的背景和意义, 从几个方面说明了图像处理的过程和技巧，并分析了在大学《计算机图像处理》课程中, 传统教学法的不足和实例教学法的特点, 介绍了实例教学法具体实施过程中的几个要点。 随着科学技术的不断发展、计算机更新速度的加快、人们思想文化素质的提高, 人们对图像的要求也越来越高。因此, 如何把原始图像与计算机结合起来, 从而创作出许多更加完美的图像, 满足人们的需求, 已成为人们新的需求。计算机图像处理是指利用计算机对图像进行一系列加工, 以便获得人们所需要的效果。现在计算机图像处理已成为现代社会图像制作与处理的主要形式,甚至逐渐取代传统手工绘图方式,在平面设计、贴图文件、网页背景图像制作等领域发挥着越来越不可替代的作用。 1 数字图像处理研究方向 目前数字图像处理研究有以下几方面: 一是图像数字化, 即将一幅光学图像表示成一组数字, 使图像既不失真又便于计算机分析处理; 二是图像的编码, 即简化图像的表示, 压缩表示图像的数据, 以便于存储和传输; 第三, 图像的增强, 即加强图像的有用信息, 削弱干扰和噪声; 第四, 图像的恢复, 即把退化、模糊了的图像复原; 第五, 图像的重建, 即由二维图像重建三维图像; 第六, 图像的分析。 2 图像数字化 图像是人类获取和交换信息的主要来源, 人类感知外界信息80%以上是通过视觉得到的。因此, 图像处理的应用领域必然涉及人类生活和工作的方方面面。图像处理或图像分析方法的应用越来越广泛, 其主要理论基础是形态数学、立体学、集合论等。图像处理虽然也可以用光学方法或模拟技术来实现, 但目前主要是利用计算机来实现, 称为数字图像处理。因此, 图像处理一般是指数字图像处理。 图像数字化是计算机图像处理之前的基本步骤, 目的是把真实的图像转变成计算机能够接受的存储格式。数字化过程分为采样与量化处理两个步骤。采样的实质就是要用多少点来描述一张图像, 比如一幅640×480 的图像, 就表示这幅图像是由307 200 个点所组成。可见, 想要得到更加清晰的图像质量, 就需要使用更多的点来表示图像, 也就是使这幅图像具有较高的分辨率。但相对需要付出更大的存储空间。采样的结果就是通常所说的图像分辨率。量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点, 这个数值范围包括了图像上所能使用的颜色总数。例如, 以4 b 存储一个点, 就表示图像只能有16 种颜色。数值范围越大, 表示图像可以拥有更多的颜色, 自然可以产生更为细致的图像效果。 但是, 也同样必须占用更大的存储空间。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数。两者的基本问题都是视觉效果与存储空间的取舍问题。在采样与量化处理后, 才能产生一张数字化的图像, 再运用计算机图像处理软件的各种技巧, 对图像进行修饰或者转换, 方能进一步达到所希望的图像效果。 3 图像处理中的分辨率 图像处理中常见的也是最重要的几种分辨率类型为: 屏幕分辨率、位分辨率、设备分辨率、网屏分辨率以及图像分辨率等。 3.1 屏幕分辨率 屏幕分辨率就是用户在屏幕上观察图像时所感受到的分辨率。一般屏幕分辨率是由计算机的显示卡所决定的。例如标准的VGA 显示卡分辨率是640×480, 即宽640 点( 像素) , 高480 点( 像素) 。至于较高级的显示卡, 通常可以支持800×600 或是1 024×768 点以上。 3.2 位分辨率( Bit Resolution) 位分辨率又称位深, 是用来衡量每个像素储存信息的位数。这种分辨率决定了每次在屏幕上可显示多少种颜色。一般常见的有8 位、24 位或32 位颜色。 3.3 设备分辨率( Device Resolution) 设备分辨率又称输出分辨率, 指的是各类输出设备每2.54 cm( 每英寸) 上可产生的点数, 如显示器、喷墨打印机、激光打印机、热式打印机、绘图仪分辨率。这种分辨率通过dpi( DotPerlnch) 这个单位来衡量。一般来讲, PC 显示器的设备分辨率在60 dpi～120 dpi 之间, 而打印机的设备分辨率则在180 dpi～720 dpi 之间, 数值越高, 效果越好。 3.4 图像分辨率( Image Resolution) 图像分辨率指的是图像中储存的信息量, 这种分辨率又有多种衡量法, 典型的是以每2.54 cm( 每英寸) 的像素数( ppi) 来衡量。图像分辨率和图像尺寸一起决定文件的大小及输出质量。图像分辨率以比例关系影响着文件的大小。如果保持图像尺寸不变, 将其图像分辨率提高一倍, 则其文件大小增大为原来的4 倍。例如原图像的文件大小为84