图像识别及处理的过程办公设备

图像识别及处理的过程

概念与术语

●图像　图像对我们并不陌生。它是通过各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体。人的视觉系统就是一个观测系统。我们生活在一个信息时代，科学研究和统计表明，人类从外界获得的信息约有75％来自视觉系统，也就是从图像中获得的。这里图像是比较广义的，例如照片、绘图、视像等等。图像带有大量的信息，“百闻不如一见”，“一图胜千字”都说明了这个事实。

●数字图像　常见图像是连续的，即图像灰度的值可以是任意实数。为了能用计算机对图像进行加工，需要把连续的图像进行空间域的采样和幅度值域的量化，即所谓的离散化。这种离散化了的图像是数字图像。

●RGB颜色空间　对一种颜色进行编码的方法统称为“颜色空间”或“色域”。用最简单的话说，世界上任何一种颜色的“颜色空间”都可定义成一个固定的数字或变量。RGB（红、绿、蓝）只是众多颜色空间的一种。采用这种编码方法，每种颜色都可用三个变量来表示，即红色、绿色以及蓝色的强度。记录及显示彩色图像时，RGB是最常见的一种方案。

●YUV色彩系统　YUV(亦称YcrCb)是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法（属于PAL)。YUV主要用于优化彩色视频信号的传输。与RGB视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的带宽（RGB要求三个独立的视频信号同时传输）。其中“Y”表示明亮度，也就是灰阶值；而“U”和“V”表示的则是色度，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。

图像识别的过程

在研究图像识别时，往往对什么是图像处理，什么是图像识别搞不清楚。其实，这两者的关系非常密切。现就图像处理、识别及图像理解的过程、作用与目的看一看它们之间的关系。

●图像处理

在研究图像时，首先要对获得的图像信息进行预处理（前处理）以滤去干扰、噪声，作几何、彩色校正等。这样可提高信噪比。有时由于信息微弱，无法辨识，还得进行增强。增强的作用，在于提供一个满足一定要求的图像，或对图像进行变换，以便人、机分析。为了从图像中找到需要识别的东西，还得对图像进行分割，也就是进行定位和分离，以分出不同的东西。为了给观察者以清晰的图像，还要对图像进行改善，即进行复原处理，它是把已经退化了的图像加以重建或恢复的过程，以便改进图像的保真度。在实际处理中，由于图像信息量非常大，在存储及传送时，还要对图像信息进行压缩。

上述工作必须用计算机进行，因而要进行编码等工作。编码的作用，是用最少数量的编码位（亦称比特），表示单色和彩色图像，以便更有效地传输和存储。

以上所述都属于图像处理的范畴。概括起来，图像处理包括图像编码、图像增强、图像压缩、图像复原、图像分割等。对图像处理环节来说，输人是图像，输出也是图像，也就是处理后的图像，如图1(a)所示。由图像处理的内容可见，处理的目的主要在于解决两个问题：一是判断图像中有无需要的信息；二是确定这些信息是什么。例如，就机械零部件识别的数据信息来说，有：

零部件的亮度和色度信息；

零部件的形状信息；

纹理信息；

尺寸信息；

几何精度信息等；

抽取这些有用信息的主要目的在于改善图像质量和进行图像识别。

图1 图像处理、识别、及理解示意图

（待续）

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