1.1 數字圖像處理的發展

圖像是人類獲取信息、表達信息和傳遞信息的重要手段。因此，數字圖像處理技術已經成為信息科學、計算機科學、工程科學、地球科學等諸多方面的學者研究圖像的有效工具。

數字圖像處理發展歷史并不長，起源于20世紀20年代。當時，人們通過Bartlane海底電纜圖像傳輸系統，從倫敦到紐約傳輸了一幅經過數字壓縮后的照片，從而把傳輸時間從一周多縮短至3小時。為了傳輸圖片，該系統首先在傳輸端進行圖像編碼，然后在接收端用特殊打印設備重構該圖片。盡管這一應用已經包含了數字圖像處理的知識，但還稱不上真正意義的數字圖像處理，因為它沒有涉及到計算機。事實上，數字圖像處理需要很大的存儲空間和計算能力，其發展受到數字計算機和包括數據存儲、顯示和傳輸等相關技術的發展的制約。因此，數字圖像處理的歷史與計算機的發展密切相關，數字圖像處理的真正歷史是從數字計算機的出現開始的。

第一臺可以執行有意義的圖像處理任務的大型計算機出現在20世紀60年代早期。數字圖像處理技術的誕生可追溯至這一時期計算機的使用和空間項目的開發。1964年，位于加利福尼亞的美國噴氣推進實驗室（JPL實驗室）處理了太空船“徘徊者七號”發回的月球照片，以校正航天器上電視攝像機中的各種類型的圖像畸變，這標志著圖像處理技術開始得到實際應用。

進行空間應用的同時，數字圖像處理技術在20世紀60年代末70年代初開始用于醫學圖像、地球遙感監測和天文學等領域。其后軍事、氣象、醫學等學科的發展也推動了圖像處理技術迅速發展。此外，計算機硬件設備的不斷降價，包括高速處理器、海量存儲器、圖像數字化和圖像顯示、打印等設備的不斷降價成為推動數字圖像處理技術發展的又一個動力。數字圖像處理技術的迅速發展為人類帶來了巨大的經濟社會效益，大到應用衛星遙感進行的全球環境氣候監測，小到指紋識別技術在安全領域的應用。可以說，數字圖像處理技術已經融入到科學研究的各個領域。目前，數字圖像處理技術已經成為工程學、計算機科學、信息科學、生物科學以及醫學等各學科學習和研究的對象。