Цифровое преобразование изображений. Введение

Цифровое преобразование изображений широко используют в промышленных системах машинного зрения, измерительных видеосистемах, прикладных телевизионных системах (ТВС), вещательном телевидении и др. Назначение цифрового преобразования изображений состоит в созданий условий для улучшения восприятия изображения (например, в рентгено- или ультразвуковой медицинской диагностике), формировании определенного художественного образа (в телевидении), выделении информативных признаков (в системах распознавания изображений, измерительных системах) и др.

Преобразование изображений может осуществляться оптическими, фотохимическими или цифровыми методами.

История техники преобразования изображений тесно связана с развитием фотографии, кино, телевидения и компьютерных технологий. Издавна использовались ретушь, раскраска и подчеркивание контуров в процессе обработки фотографических изображений, повышающие их резкость. Совместное использование оптики, камеры и цифровой обработки данных в состоянии реализовать намного более сложные алгоритмы преобразования, что дает, несомненно, наилучший результат.

Примерами простейших процедур преобразования изображений могут служить инвертирование (переход к негативному изображению) и суммирование нескольких изображений (сложение последовательности зашумленных изображений неподвижного объекта используют, например, для повышения отношения сигнал/шум в задачах обнаружения.) Их дополняют сдвиг, вращение, изменение масштаба и др.

Распространенными операциями преобразования изображений являются свертка, осуществляемая в плоскости изображения с координатами х, у общими или локальными операторами, и фильтрация, выполняемая в частотной плоскости.

Аппаратное и программное обеспечение систем автоматизированного преобразования изображений предполагает:

Использование компьютерной техники, быстродействующей памяти, сигнальных процессоров и др.;

Применение эффективных алгоритмов генерирования, передачи и обработки сигналов, например, сжатие данных при кодировании, ограничение необходимых операций обработки областью «интереса», формируемой в соответствии с решаемой задачей и др.;

Использование оптоэлектронной техники.

Все эти возможности видеосистем нашли свое применение в таких задачах, как:

- распознавание образов,

- автоматизация процессов управления транспортными роботами, инструментами, контроль качества продукции на конвейерах, контроль процессов сборки и др.

- анализ биологических и медицинских изображений,

- геофизика,

- метеорология, астрономия, археология, физика, криминалистика,

- баллистика

- научные исследования разного рода быстропротекающих процессов (развитие заряда, исследования химических и физических процессов в материалах)