第1章 智能圖像處理入門

1.1 智能圖像處理概述

圖像處理技術(shù)一般指數(shù)字圖像處理，它是將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的過程。早期數(shù)字圖像處理的目標(biāo)是改善圖像質(zhì)量，以人為對象，以改善視覺效果為目的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能和思維科學(xué)研究的迅速發(fā)展，數(shù)字圖像處理逐漸向更高、更深的層次發(fā)展。目前已經(jīng)涌現(xiàn)出多種智能化圖像處理的技術(shù)，如圖像識別、圖像分割等，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖像處理的智能化、自動化已逐漸成為未來發(fā)展的方向。

在20世紀(jì)50年代，人們開始利用計(jì)算機(jī)來處理圖形和圖像信息，而數(shù)字圖像處理作為一門學(xué)科大約形成于20世紀(jì)60年代初期。1964年，美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）對航天探測器徘徊者7號發(fā)回的幾千張?jiān)虑蛘掌褂昧藞D像處理技術(shù)，比如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等，用計(jì)算機(jī)成功地繪制出月球表面地圖。隨后又對探測飛船發(fā)回的近十萬張照片進(jìn)行更為復(fù)雜的圖像處理，獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖，取得了非凡的成果。

數(shù)字圖像處理在醫(yī)學(xué)上也獲得了巨大成就。1972年，英國EMI公司工程師Housfield發(fā)明了用于頭顱診斷的X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，就是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢查常用的CT。1975年，EMI公司又成功研制出全身用的CT裝置，可獲得人體各個(gè)部位鮮明清晰的斷層圖像。1979年，這項(xiàng)無損傷診斷技術(shù)獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。同一時(shí)期，圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域，如航空航天、生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)檢測、機(jī)器人視覺等受到廣泛關(guān)注并取得了重大成就，正在逐漸成為一門前景光明的新型學(xué)科。從20世紀(jì)70年代中期開始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能的迅速發(fā)展，數(shù)字圖像處理向更遠(yuǎn)、更深層次發(fā)展。人們已經(jīng)開始研究如何使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)解釋圖像，以實(shí)現(xiàn)通過類似人類視覺系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)理解外部世界，這被稱為圖像理解或計(jì)算機(jī)視覺，進(jìn)而推動了圖像處理的智能化和自動化發(fā)展。

OpenCV于1999年由Intel建立，如今由Willow Garage提供支持。OpenCV是一個(gè)基于BSD許可發(fā)行的跨平臺計(jì)算機(jī)視覺庫，可以運(yùn)行在Linux、Windows、MacOS操作系統(tǒng)上。它簡潔而且高效，由一系列C函數(shù)和少量C++類構(gòu)成，同時(shí)提供了Python、Ruby、MATLAB等語言的接口，實(shí)現(xiàn)了圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺方面的很多通用算法，廣泛應(yīng)用于圖像識別、運(yùn)動跟蹤、機(jī)器視覺等領(lǐng)域。