绪论

引言

本章主要给出图像的定义，回顾图像处理的起源，应用领域及图像处理的主要方法。

什么是图像

一幅图像可以定义为一个二维函数$$f(x,y)$$，其中$$x $$和$$y$$是空间（平面）坐标，而在任何一对空间坐标$$(x,y)$$处的幅值$$f$$称为图像在该点处的强度或灰度。当$$x,y$$和灰度值$$f$$是有限的离散数值时，称该图像为数字图像。¹数字图像可以通过数字计算机处理。数字图像是通过数字化设备得到的数据，它由有限数量的$$(x,y,f)$$元素组成，称为像素。

什么是数字图像处理

狭义地，数字图像处理是指以数字图像作为输入，通过系列操作得出新的数字图像输出。广义地，数字图像定义界定为以数字图像作为输出，以数字图像或图像中提取特征的处理，直至包括各个目标的识别作为输出¹。本书采纳广义数字图像处理定义。

数字图像处理的起源²

数字图像的最早应用可以追溯至20世纪20年代通过引入巴特兰（Bartlane）电缆图片传输系统，以节省图片从伦敦传往纽约的时间。电缆传输图片分传送端和接收端，传送端使用特殊的打印设备对图片编码，接收端根据数据重构图片。图 1.2.1 采用装有打印机字体的电报打印机作为接收端模拟中间色调还原的传输图像。巴特兰电缆图片传输系统使用过程中，为了改进图片视觉质量，通过选择打印过程和提升亮度等级方式解决。早期巴特兰电缆图片传输系统图像灰度级为5，1929年，已经增大至15级。

上述并不认为数字图像处理，因为创建这些图像并没有涉及计算。第一台功能强大到足以执行有意义图像处理任务的大型计算机出现在20世纪60年代初，主要研发服务空间项目，通过计算机技术改善空间探测器发回图像的质量。1964年美国加利福尼亚的喷气推进实验室对“徘徊者7号”卫星传送的月球图像进行计算机处理，以校正航天器上电视摄像机中各种类型的图像畸变。

¹. Rafael C. Gonzalez，Richard E. Woods.Digital Image Processing , Third Edition P23-24 ↩

². 本节主要摘自Rafael C. Gonzalez，Richard E. Woods.Digital Image Processing , Third Edition P26-28 ↩