第1章概論1.1

數(shù)字圖像處理及其特點(diǎn)1.2圖像處理的目的及主要內(nèi)容1.3數(shù)字圖像處理的應(yīng)用1.4數(shù)字圖像處理的發(fā)展動(dòng)向習(xí)題

1.1數(shù)字圖像處理及其特點(diǎn)

1.1.1數(shù)字圖像與圖像處理

圖像就是三維場(chǎng)景在二維平面上的影像。根據(jù)其存儲(chǔ)方式和表現(xiàn)形式，可以將圖像分為模擬圖像和數(shù)字圖像兩大類。日常生活中常見(jiàn)的用傳統(tǒng)照相機(jī)拍攝的照片，書籍、雜志、畫冊(cè)中的插圖，海報(bào)、廣告畫，X射線膠片，電影膠片和縮微膠片，均為模擬圖像。在模擬圖像中，圖像信息是以連續(xù)形式存儲(chǔ)和表現(xiàn)的。圖1-1、圖1-2、圖1-3分別為傳統(tǒng)照相機(jī)拍攝的照片、書籍中的插圖和胸部X射線膠片，均屬模擬圖像（AnalogImage）。圖1-1傳統(tǒng)照相機(jī)拍攝的照片圖1-2書籍中的插圖圖1-3胸部X射線膠片

1.數(shù)字圖像（DigitalImage）

計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，因此，用計(jì)算機(jī)能夠處理的也只能是數(shù)字圖像。先看一個(gè)例子。圖1-4(a)是一幅包含簡(jiǎn)單圖形的模擬圖像。如果用間隔相等的柵格將圖像橫向、縱向均分成8等份，則圖像被分割成許多小方格，每一個(gè)小方格稱為像素（Pixel）。然后，測(cè)量每一個(gè)像素的平均灰度值，并賦以灰度級(jí)中某個(gè)整數(shù)值，便成為圖1-4(b)所示的用數(shù)字表示的圖像。最后以數(shù)字格式存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)，這種圖像稱為數(shù)字圖像。圖1-4數(shù)字圖像將模擬圖像數(shù)字化后生成數(shù)字圖像需要利用數(shù)字化設(shè)備。目前，模擬圖像數(shù)字化的主要設(shè)備是掃描儀，將視頻畫面進(jìn)行數(shù)字化的設(shè)備有圖像采集卡。當(dāng)然，也可以利用數(shù)碼照相機(jī)、手機(jī)的相機(jī)功能直接拍攝以數(shù)字格式存儲(chǔ)的數(shù)字圖像。模擬圖像經(jīng)掃描儀進(jìn)行數(shù)字化或由數(shù)碼照相機(jī)拍攝的自然景物圖像是以數(shù)字格式存儲(chǔ)的，計(jì)算機(jī)可以方便地對(duì)這些圖像進(jìn)行各種處理，以達(dá)到所需的視覺(jué)效果、特殊效果或?qū)D像中的對(duì)象進(jìn)行識(shí)別。數(shù)字圖像常用矩陣來(lái)描述。一幅M×N個(gè)像素的數(shù)字圖像，其像素灰度值可以用M行、N列的矩陣G表示：(1-1)在存儲(chǔ)數(shù)字圖像時(shí)，一幅M行、N列的數(shù)字圖像（M×N個(gè)像素），可以用一個(gè)M×N的二維數(shù)組T表示。圖像的各個(gè)像素灰度值可按一定順序存放在數(shù)組T中，在此，把數(shù)字圖像左上角的像素坐標(biāo)定為（0，0），右下角的像素坐標(biāo)定為（Ｍ－1，Ｎ－1）。若用i表示垂直方向，j表示水平方向，這樣，從左上角開(kāi)始，縱向第i行，橫向第j列的第（i，j）個(gè)像素就存儲(chǔ)到數(shù)組的元素T（i，j）中。數(shù)字圖像中的像素與二維數(shù)組中的每個(gè)元素便一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。

應(yīng)注意到，圖像位置坐標(biāo)系中，x坐標(biāo)軸向右為正，y坐標(biāo)軸向下為正，與常規(guī)的迪卡爾坐標(biāo)系y坐標(biāo)軸方向相反。

2.數(shù)字圖像處理（DigitalImageProcessing）

數(shù)字化后的圖像是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的有序數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)對(duì)這些有序數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理，便可實(shí)現(xiàn)不同的圖像處理任務(wù)。例如，用計(jì)算機(jī)對(duì)二維數(shù)組T中第i行、第j列位置的數(shù)值，考慮其上下左右位置的數(shù)值進(jìn)行置換；對(duì)兩個(gè)圖像數(shù)組中對(duì)應(yīng)位置的數(shù)值進(jìn)行加、減操作（見(jiàn)圖1-5）。實(shí)際上，最基本的數(shù)字圖像處理其本質(zhì)就是這些簡(jiǎn)單操作的組合。圖1-5圖像處理基本操作數(shù)字圖像處理所研究的就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、特征提取、識(shí)別等的理論、方法和技術(shù)。一般，圖像處理是用計(jì)算機(jī)和實(shí)時(shí)硬件實(shí)現(xiàn)的，因此，也稱之為計(jì)算機(jī)圖像處理（ComputerImageProcessing）。為簡(jiǎn)略起見(jiàn)，若無(wú)特別說(shuō)明，本書將數(shù)字圖像處理簡(jiǎn)稱為圖像處理。1.1.2數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)

數(shù)字圖像處理是利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)與光學(xué)系統(tǒng)模擬處理相同處理效果的過(guò)程，它具有如下特點(diǎn)：

（1）處理精度高，再現(xiàn)性好。計(jì)算機(jī)圖像處理的實(shí)質(zhì)，是對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算精度和計(jì)算的正確性毋庸置疑；另外，對(duì)同一圖像用相同的方法處理多次，也可得到完全相同的效果，具有良好的再現(xiàn)性。（2）易于控制處理效果。在圖像處理程序中，可以任意設(shè)定或變動(dòng)各種參數(shù)，能有效控制處理過(guò)程，達(dá)到預(yù)期處理效果。這一特點(diǎn)在改善圖像質(zhì)量的圖像處理中表現(xiàn)得尤為突出。

（3）處理的多樣性。由于圖像處理是通過(guò)運(yùn)行程序進(jìn)行的，所以，設(shè)計(jì)不同的圖像處理程序，便可實(shí)現(xiàn)各種不同的處理目的。（4）圖像數(shù)據(jù)量龐大。圖像中包含有豐富的信息，可以通過(guò)圖像處理技術(shù)獲取圖像中包含的有用信息。但是，數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量巨大。一幅數(shù)字圖像是由圖像矩陣中的像素（Pixel）組成的，通常每個(gè)像素用紅、綠、藍(lán)三種顏色表示，每種顏色用8bit表示灰度級(jí)。那么一幅1024×768不經(jīng)壓縮的真彩色圖像，數(shù)據(jù)量達(dá)2.25MB(1024×768×8×3/8)，一幅遙感圖像的數(shù)據(jù)量達(dá)3240×2340×4＝30Mb。如此龐大的數(shù)據(jù)量給存儲(chǔ)、傳輸和處理都帶來(lái)巨大的困難。如果再提高顏色位數(shù)及分辨率，數(shù)據(jù)量將大幅度增加。（5）處理費(fèi)時(shí)。由于圖像數(shù)據(jù)量大，所以處理比較費(fèi)時(shí)。特別是處理結(jié)果與中心像素鄰域有關(guān)的處理過(guò)程（如第4章介紹的區(qū)處理方法）花費(fèi)時(shí)間更多，這給需要實(shí)時(shí)處理的應(yīng)用帶來(lái)了困難。

（6）圖像處理技術(shù)綜合性強(qiáng)。數(shù)字圖像處理涉及相當(dāng)廣泛的技術(shù)領(lǐng)域，如通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、電視技術(shù)，當(dāng)然，數(shù)學(xué)、物理學(xué)等領(lǐng)域更是數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)。

1.2圖像處理的目的及主要內(nèi)容

1.2.1數(shù)字圖像處理的目的

（1）提高圖像的視感質(zhì)量，以達(dá)到賞心悅目的目的。如去除圖像中的噪聲，改變圖像的亮度、顏色，增強(qiáng)圖像中的某些成分，抑制某些成分，對(duì)圖像進(jìn)行幾何變換等，從而改善圖像的質(zhì)量，以達(dá)到或真實(shí)的、或清晰的、或色彩豐富的、或意想不到的藝術(shù)效果，如圖1-6所示。圖1-6提高圖像的視感質(zhì)量的處理（2）提取圖像中所包含的某些特征或特殊信息，主要用于計(jì)算機(jī)分析，經(jīng)常用作模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)的預(yù)處理。這些特征包括很多方面，如頻域特性、灰度／顏色特性、邊界／區(qū)域特性、紋理特性、形狀／拓?fù)涮匦砸约瓣P(guān)系結(jié)構(gòu)等，如圖1-7所示。

（3）對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、編碼和壓縮，以便用于圖像的存儲(chǔ)和傳輸。如一幅大小為184KB的BMP格式圖像，采用壓縮因子為4的JPEG壓縮后，其大小僅有40KB。圖1-7提取圖像邊界的處理1.2.2數(shù)字圖像處理的主要內(nèi)容

無(wú)論圖像處理出于何種目的，均需要用計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、加工和輸出，因此數(shù)字圖像處理研究的內(nèi)容主要有：

1.圖像獲取、表示和表現(xiàn)（ImageAcquisition，RepresentationandPresentation）

圖像獲取、表示和表現(xiàn)主要是把模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)所能接受的數(shù)字形式，以及把數(shù)字圖像顯示和表現(xiàn)出來(lái)（如打?。?。這一過(guò)程主要包括攝取圖像、光電轉(zhuǎn)換及數(shù)字化等幾個(gè)步驟。

2.圖像復(fù)原（ImageRestoration）

當(dāng)造成圖像退化（圖像品質(zhì)下降）的原因已知時(shí)，用復(fù)原技術(shù)可以對(duì)圖像進(jìn)行校正。圖像復(fù)原最關(guān)鍵的是對(duì)每種退化均需要有一個(gè)合理的模型。由于不同應(yīng)用領(lǐng)域的圖像有不同的退化原因，所以對(duì)于同一幅圖像，不同應(yīng)用領(lǐng)域可以根據(jù)不同的退化模型或質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)而采用不同的復(fù)原方法。因此，盡管人們對(duì)圖像復(fù)原的研究不少，但應(yīng)用仍有一定難度。

3.圖像增強(qiáng)（ImageEnhancement）

圖像增強(qiáng)是對(duì)圖像質(zhì)量在一般意義上的改善。當(dāng)無(wú)法知道圖像退化有關(guān)的定量信息時(shí)，可以使用圖像增強(qiáng)技術(shù)較為主觀地改善圖像的質(zhì)量。所以圖像增強(qiáng)技術(shù)是用于改善圖像視感質(zhì)量所采取的一種方法。因?yàn)樵鰪?qiáng)技術(shù)并非針對(duì)某種退化所采取的方法，故很難預(yù)測(cè)哪一種特定技術(shù)是最好的，只能通過(guò)試驗(yàn)和分析誤差來(lái)選擇一種合適的方法。

有時(shí)可能需要徹底改變圖像的視覺(jué)效果，以便突出重要特征的可觀察性，使人或計(jì)算機(jī)更易觀察或檢測(cè)。在這種情況下，可以把增強(qiáng)理解為增強(qiáng)感興趣特征的可檢測(cè)性，而非改善視感質(zhì)量。

4.圖像分割（ImageSegmentation）

把圖像分成區(qū)域的過(guò)程即圖像分割。圖像中通常包含多個(gè)對(duì)象，例如，一幅醫(yī)學(xué)圖像中顯示出正常的或有病變的各種器官和組織。為達(dá)到識(shí)別和理解的目的，必須按照一定的規(guī)則將圖像分割成區(qū)域，每個(gè)區(qū)域代表被成像的一個(gè)物體（或部分）。圖像自動(dòng)分割是圖像處理中最困難的問(wèn)題之一。人類視覺(jué)系統(tǒng)能夠?qū)⑺^察的復(fù)雜場(chǎng)景中的對(duì)象分開(kāi)并識(shí)別出每個(gè)物體。但對(duì)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，卻是一個(gè)非常困難的問(wèn)題。由于解決和分割有關(guān)的基本問(wèn)題是特定領(lǐng)域中圖像分析實(shí)用化的關(guān)鍵一步，因此，將各種方法融合在一起并使用知識(shí)來(lái)提高處理的可靠性和有效性是圖像分割的研究熱點(diǎn)。

5.圖像分析（ImageAnalysis）

圖像處理應(yīng)用的目標(biāo)幾乎均涉及圖像分析，即對(duì)圖像中的不同對(duì)象進(jìn)行分割、特征提取和表示，從而有利于計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分類、識(shí)別和理解。

在工業(yè)產(chǎn)品零件無(wú)缺陷且正確裝配檢測(cè)中，圖像分析是把圖像中的像素轉(zhuǎn)化成一個(gè)“合格”或“不合格”的判定。在醫(yī)學(xué)圖像處理中，不僅要檢測(cè)出異變（如腫瘤）的存在，而且還要檢查其尺寸大小。

6.圖像重建（ImageReconstruction）

圖像重建與上述的圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原等不同，圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原的輸入是圖像，處理后輸出的結(jié)果也是圖像，而圖像重建是從數(shù)據(jù)到圖像的處理，即輸入的是某種數(shù)據(jù)，而經(jīng)過(guò)處理后得到的結(jié)果是圖像。CT是圖像重建處理的典型應(yīng)用實(shí)例。目前，圖像重建與計(jì)算機(jī)圖形

學(xué)相結(jié)合，把多個(gè)二維圖像合成為三維圖像，并加以光照模型和各種渲染技術(shù)，能生成各種具有強(qiáng)烈真實(shí)感的高質(zhì)量圖像。

7.圖像壓縮編碼(ImageCompression&Coding)

數(shù)字圖像的特點(diǎn)之一是數(shù)據(jù)量龐大，盡管現(xiàn)在存儲(chǔ)器的容量越來(lái)越大，但是對(duì)圖像數(shù)據(jù)（尤其是動(dòng)態(tài)圖像、高分辨率圖像）的需求量也大大增加。因此，在實(shí)際應(yīng)用中必須進(jìn)行圖像壓縮，以減少圖像數(shù)據(jù)量，便于圖像的存儲(chǔ)和傳輸，并節(jié)約成本。圖像編碼主要是利用圖像信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性及人類視覺(jué)的生理學(xué)及心理學(xué)特性，對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行高效編碼，即研究數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，目的是在保證圖像質(zhì)量的前提下壓縮數(shù)據(jù)，便于存儲(chǔ)和傳輸，以解決數(shù)據(jù)量大的矛盾。一般來(lái)說(shuō)，圖像編碼的目的有三個(gè)：①減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量；②降低數(shù)據(jù)率以減少傳輸帶寬；③壓縮信息量，便于特征提取，為后續(xù)識(shí)別做準(zhǔn)備。1.3數(shù)字圖像處理的應(yīng)用

“旅行者7號(hào)”于1964年7月31日拍攝到第一張?jiān)虑驁D像(見(jiàn)圖1-8)，這也是美國(guó)航天器取得的第一幅月球圖像。

“旅行者7號(hào)”傳送的圖像，可作為增強(qiáng)和復(fù)原來(lái)自“探索者”

登月飛行、“水手號(hào)”系列空間探測(cè)器等獲取圖像的基礎(chǔ)。圖1-8“旅行者7號(hào)”拍攝的月球圖像

60年代末，數(shù)字圖像處理已經(jīng)形成了比較完整的體系。60年代到70年代，由于離散數(shù)學(xué)的創(chuàng)立和完善，數(shù)字圖像處理技術(shù)得到迅猛的發(fā)展，理論和方法進(jìn)一步完善，應(yīng)用范圍更加廣泛。這一時(shí)期，圖像處理主要與模式識(shí)別和圖像理解的研究相聯(lián)系，如文字識(shí)別、醫(yī)學(xué)圖像處理、遙感圖像的處理等。

70年代后期至今，各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?shù)字圖像處理提出越來(lái)越高的要求，促進(jìn)數(shù)字圖像處理向更高級(jí)的方向發(fā)展，特別是在景物理解和機(jī)器視覺(jué)方面，圖像由二維處理變成三維解釋。近幾年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和各個(gè)領(lǐng)域研究的迅速發(fā)展，科學(xué)計(jì)算可視化、數(shù)字媒體技術(shù)等的研究和應(yīng)用，數(shù)字圖像處理從一個(gè)專門領(lǐng)域的學(xué)科變成了一種新型的科學(xué)研究和人機(jī)界面的工具。概括起來(lái)，數(shù)字圖像處理主要應(yīng)用于如下領(lǐng)域：

（1）通信，包括圖像傳輸、電視電話、電視會(huì)議，主要是進(jìn)行圖像壓縮甚至理解基礎(chǔ)上的壓縮。

（2）宇宙探測(cè)。由于太空技術(shù)的發(fā)展，需要用數(shù)字圖像處理技術(shù)處理大量的星體照片。（3）遙感。航空遙感和衛(wèi)星遙感圖像需要用數(shù)字技術(shù)加工處理，并提取有用的信息，主要用于地形地質(zhì)，礦藏探查，森林、水利、海洋、農(nóng)業(yè)等資源調(diào)查，自然災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，環(huán)境污染監(jiān)測(cè)，氣象衛(wèi)星云圖處理，以及地面軍事目標(biāo)的識(shí)別。圖1-9是利用衛(wèi)星遙感圖像預(yù)測(cè)森林樹(shù)冠密度的一個(gè)實(shí)例。圖1-9衛(wèi)星遙感圖像預(yù)測(cè)森林樹(shù)冠密度（4）生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。20世紀(jì)70年代數(shù)字圖像處理在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用有了重大突破，1972年X射線斷層掃描CT得到實(shí)用；1977年白血球自動(dòng)分類儀問(wèn)世；1980實(shí)現(xiàn)了CT的立體重建。有人認(rèn)為計(jì)算機(jī)圖像處理在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用最成功的例子就是X射線CT，其中主要研制者Hounsfeld(英)和Commack(美)獲得了1979年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

圖1-10是利用圖像處理診斷乳腺癌的例子。乳腺癌輔助診斷處理利用模式識(shí)別技術(shù)分析乳房的X射線圖像，自動(dòng)檢測(cè)疑似乳腺癌，并在圖像上做上標(biāo)記。圖1-10乳腺癌的圖像分析診斷（5）工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。在生產(chǎn)線上對(duì)產(chǎn)品及部件進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)是圖像處理技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。該領(lǐng)域的應(yīng)用自20世紀(jì)70年代取得了迅速的發(fā)展，主要有產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制、CAD／CAM等。在產(chǎn)

品質(zhì)量檢測(cè)方面，主要有食品、水果質(zhì)量檢查，無(wú)損探傷，焊縫質(zhì)量或表面缺陷檢測(cè)，金屬材料的成分和結(jié)構(gòu)分析，紡織品質(zhì)量檢查，光測(cè)彈性力學(xué)中應(yīng)力條紋的分析等。在電子工業(yè)中，圖像處理技術(shù)可以用來(lái)檢驗(yàn)印刷電路板的質(zhì)量、監(jiān)測(cè)零部件的裝配等。在工業(yè)自動(dòng)控制中，主要使用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和控制，如港口的監(jiān)測(cè)調(diào)度、交通管理、流水生產(chǎn)線的自動(dòng)控制等。

在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造方面，圖像處理技術(shù)已獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并和基于圖形學(xué)的模具、機(jī)械零件、服裝、印染花型CAD結(jié)合。目前二維圖紙自動(dòng)輸入和理解、根據(jù)3D實(shí)物建立CAD模型等越來(lái)越引起人們的重視。日本FA系統(tǒng)株式會(huì)社Visionscape4000高速圖像處理卡構(gòu)成的超高速產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)如圖1-11所示。圖1-11超高速產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)（6）軍事、公安等方面的應(yīng)用。該方面的應(yīng)用有軍事目標(biāo)的偵察、制導(dǎo)和警戒系統(tǒng)、自動(dòng)火器的控制及反偽裝，公安部門的現(xiàn)場(chǎng)照片、指紋、手跡、印章、人像等的處理和辨識(shí)，歷史文字和圖片檔案的修復(fù)和管理等。圖1-12為IEEE公布的指紋圖像指紋特征值提取過(guò)程。圖1-12IEEE公布的指紋特征值提取過(guò)程（7）機(jī)器視覺(jué)。機(jī)器視覺(jué)作為智能機(jī)器人的重要感覺(jué)器官，主要進(jìn)行三維景物的識(shí)別和理解，是目前處于研究

之中的開(kāi)放課題。機(jī)器視覺(jué)主要用于軍事偵察、危險(xiǎn)環(huán)境自主機(jī)器人，郵政、醫(yī)院和家庭服務(wù)的智能機(jī)器人，裝配線工件識(shí)別、定位，太空機(jī)器人的自動(dòng)操作等。圖像預(yù)處理是高級(jí)視覺(jué)不可分割的一部分。圖1-13是日本本田公司研制的自主式機(jī)器人ASIMO（2006年4月攝于日本未來(lái)科學(xué)館）。通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)，該機(jī)器人可以辨識(shí)周圍景象，進(jìn)行各種動(dòng)作，并能和人進(jìn)行交流。圖1-13自主機(jī)器人ASIMO（8）視頻和多媒體系統(tǒng)，如目前電視制作系統(tǒng)廣泛使用的圖像處理、變換、合成，多媒體系統(tǒng)中靜止圖像和動(dòng)態(tài)圖像的采集、壓縮、處理、存儲(chǔ)和傳輸?shù)取?/p>

（9）科學(xué)可視化。圖像處理和圖形學(xué)緊密結(jié)合，形成了科學(xué)研究各個(gè)領(lǐng)域新型的研究工具。

（10）電子商務(wù)。在當(dāng)前迅猛發(fā)展的電子商務(wù)中，圖像處理技術(shù)也大有可為，如身份認(rèn)證、產(chǎn)品防偽、水印

技術(shù)等。（11）社交應(yīng)用。圖片社交應(yīng)用為傳統(tǒng)用戶在DC端的拍照與PC端的處理圖片以及上傳分享之間找到了一個(gè)完美的契合點(diǎn)，讓用戶即時(shí)輕松享受移動(dòng)互聯(lián)生活（見(jiàn)圖1-14）。例如，以前用戶想處理圖片或與好友分享旅途中所拍攝景色，只能晚上回賓館甚至旅行結(jié)束后才能實(shí)現(xiàn)，而圖片社交應(yīng)用可將旅游外拍、圖像處理、分享至SNS三者有機(jī)結(jié)合，即拍即享，一步即可到位，讓分享內(nèi)容保有了第一時(shí)間的新鮮，平添了更多分享的樂(lè)趣。圖1-14圖像的社交應(yīng)用示例國(guó)際上著名的圖片社交應(yīng)用以Instagram、Color等為代表。國(guó)內(nèi)的圖片社交應(yīng)用有“美圖秀秀”、“圖釘”等終端手機(jī)軟件?！懊缊D秀秀”兼具圖像處理與分享功能，深受用戶追捧，其關(guān)于性格和身份等的趣味性測(cè)試應(yīng)用更是被網(wǎng)友極力傳播。但“美圖秀秀”目前僅能將處理好的圖片分享到新浪微博。相比之下，以手機(jī)為主要載體的“圖釘”支持包括iOS、Android、S60和BlackBerry等智能手機(jī)平臺(tái)，同時(shí)支持開(kāi)心網(wǎng)、新浪微博、人人網(wǎng)、搜狐微博和網(wǎng)易微博等眾多主流社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的賬號(hào)直接登錄與一鍵分享。且“圖釘”更是將圖片即拍即享功能與LBS（LocationBasedServices）結(jié)合，使得它與真實(shí)的社交關(guān)系更加相似，聯(lián)系更加緊密，無(wú)形中為在虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界中穿梭的用戶架起了一座堅(jiān)實(shí)的橋梁。（12）嵌入式圖像應(yīng)用。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，嵌入式數(shù)字圖像處理技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、生物、醫(yī)療、電信和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最主要的區(qū)別在于嵌入式系統(tǒng)具有特殊的應(yīng)用場(chǎng)合和特定的使用功能，具有較強(qiáng)的針對(duì)性。大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是實(shí)時(shí)系統(tǒng)。所謂實(shí)時(shí)系統(tǒng)，指的是能夠及時(shí)處理外來(lái)信息，并在指定時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)的系統(tǒng)。在工業(yè)上，嵌入式圖像應(yīng)用如零部件質(zhì)量檢測(cè)（見(jiàn)圖1-15），特別是機(jī)器人視覺(jué)；軍事上，嵌入式圖像處理平臺(tái)對(duì)視覺(jué)傳感器拍攝的衛(wèi)星圖像處理后向地面?zhèn)鬏?，火星車自主識(shí)別火星上所存在的各種地況，并能夠?qū)⒑币?jiàn)的圖片記錄下來(lái)并傳回地球；在安防上，基于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控終端（見(jiàn)圖1-16），基于嵌入式系統(tǒng)的虹膜身份識(shí)別（見(jiàn)圖1-17）、指紋身份識(shí)別也在門禁、考勤、考試中得到應(yīng)用。圖1-15機(jī)器視覺(jué)圖1-16動(dòng)物監(jiān)控?cái)z像機(jī)圖1-17虹膜門禁在醫(yī)學(xué)上，X射線圖像分析和智能診斷、無(wú)創(chuàng)腦水腫監(jiān)護(hù)儀可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多生命參數(shù)移動(dòng)監(jiān)護(hù)和視頻圖片的采集與傳輸；在農(nóng)業(yè)上，無(wú)線局域網(wǎng)的多傳感器田間服務(wù)器（見(jiàn)圖1-18）可實(shí)時(shí)采集田間、溫室作物生長(zhǎng)狀態(tài)，以進(jìn)行生長(zhǎng)及缺素情況等診斷；在生活方面，日本索尼公司的“笑臉相機(jī)”可智能識(shí)別人拍照時(shí)笑容的程度，智能電視應(yīng)用嵌入式圖像技術(shù)可通過(guò)手勢(shì)動(dòng)作輕松操控電視（見(jiàn)圖1-19）。圖1-18田間服務(wù)器圖1-19智能電視1.4數(shù)字圖像處理的發(fā)展動(dòng)向

需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題有如下5個(gè)方面：

（1）在進(jìn)一步提高精度的同時(shí)著重解決處理速度問(wèn)題。如在航天遙感、氣象云圖處理方面，巨大的數(shù)據(jù)量和處理速度仍然是主要矛盾之一。

（2）加強(qiáng)軟件研究、開(kāi)發(fā)新的處理方法，特別要注意移植和借鑒其他學(xué)科的技術(shù)和研究成果，創(chuàng)造新的處理方法。（3）加強(qiáng)邊緣學(xué)科的研究工作，促進(jìn)圖像處理技術(shù)的發(fā)展。例如，人的視覺(jué)特性、心理學(xué)特性等的研究如果有所突破，將對(duì)圖像處理技術(shù)的發(fā)展起到極大的促進(jìn)作用。（4）加強(qiáng)理論研究，逐步形成圖像處理科學(xué)自身的理論體系。

（5）圖像處理領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化。圖像的信息量大、數(shù)據(jù)量大，因而圖像信息的建庫(kù)、檢索和交流是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。就現(xiàn)有的情況看，軟件、硬件種類繁多，交流和使用極為不便，成