Procesamiento de imágenes digitales (1) Introducción

Este artículo presenta principalmente los conceptos básicos de las imágenes digitales, la división de la tecnología de procesamiento de imágenes, el origen y los escenarios de aplicación de la tecnología, la tecnología de imágenes, etc.

¿Qué es una imagen digital? ?

Imagen digital: Una imagen se puede definir como una función bidimensional, donde y son las coordenadas espaciales (planas), y la amplitud en cualquier par de coordenadas espaciales ( , ) se denomina imagen en ese intensidad del punto o escala de grises. Cuando , y el valor de gris son valores discretos finitos, llamamos a la imagen imagen digital. Una imagen digital consta de un número limitado de elementos, cada uno con su posición y magnitud específicas, llamados elementos de dibujo, elementos de imagen o píxeles.

Esto se debe a que la percepción humana se limita a la banda visual del espectro electromagnético, mientras que las máquinas de imágenes pueden cubrir casi todo el espectro electromagnético, desde los rayos gamma hasta las ondas de radio. El procesamiento de imágenes digitales es capaz de procesar fuentes de imágenes a las que los humanos no están acostumbrados.

La IA (inteligencia artificial) se divide principalmente en tres partes: percepción, comprensión y toma de decisiones. La comprensión se denomina análisis de imágenes (o comprensión de imágenes) en el procesamiento de imágenes y la visión por computadora. Una de las personas más famosas que trabaja en esta dirección a nivel internacional es el profesor Li Feifei, director del Laboratorio de Inteligencia Artificial de la Universidad de Stanford (SAIL). La llamada comprensión es comprender el significado profundo detrás de la imagen. El objetivo final es ser como un ser humano. Mirar una foto antigua puede hacerte llorar (la cantidad de información contenida es enorme). Ahora los resultados obtenidos por el equipo de Li Feifei pueden comprender la relación entre varios elementos. Como se muestra en la siguiente figura:

El procesamiento de imágenes también se divide en tres niveles: procesamiento de bajo nivel, procesamiento intermedio y procesamiento de alto nivel.

Procesamiento de bajo nivel: realiza principalmente algunas operaciones simples en las imágenes, como reducir el ruido, mejorar el contraste y afinar las imágenes. El filtrado se puede utilizar para reducir el ruido. El principio de mejora de imagen es procesar una imagen determinada para que el resultado sea más conveniente para operaciones y aplicaciones posteriores que la imagen original. Resuelve principalmente el problema del bajo contraste causado por el pequeño rango de escala de grises de la imagen. para convertir la salida La escala de grises de la imagen se amplía a un nivel específico, lo que hace que los detalles de la imagen parezcan más claros. Mejore las características de la imagen, como bordes, límites, contraste, etc., para mejorar la visualización de la imagen o facilitar el análisis de la misma.

Procesamiento intermedio: implica muchas tareas, como dividir una imagen en diferentes áreas u objetivos, que es lo que se hace en el campo de la segmentación de imágenes, para que pueda ser mejor reconocida y clasificada, lo que también puede llamarse Detección de objetivos. Hablando de eso, sintamos los resultados:

Procesamiento avanzado: esta es la comprensión de las imágenes mencionadas anteriormente. Porque a los humanos les resulta difícil hacer esto, como hay diez mil Hamlets a los ojos de diez mil lectores. Aunque el campo del procesamiento de imágenes digitales se basa en representaciones formuladas matemáticas y probabilísticas, la intuición y el análisis humanos desempeñan un papel central a la hora de elegir una técnica sobre otra. De hecho, esto es cierto en todo el campo científico.

El concepto de procesamiento de imágenes digitales existía ya en la década de 1920. La razón fundamental por la que se ha desarrollado rápidamente hasta hace poco es que las imágenes digitales requieren capacidades informáticas y de almacenamiento muy grandes. El desarrollo debe depender del desarrollo de computadoras digitales y tecnologías de apoyo relacionadas, como el almacenamiento, visualización y transmisión de datos. La mejora de la potencia informática de las computadoras es también la razón fundamental del desarrollo actual de la IA. Hace veinte años se propusieron muchas tecnologías, y estos estudiosos contemporáneos han añadido ladrillos y cemento para que sus efectos sean aún más sorprendentes.

Como se muestra en la imagen de la luna de arriba, toda la información está oculta en los píxeles, pero ¿cómo se extrae información efectiva? Por poner un ejemplo más comprensible:

Reconstruir el cuadro original a través de la luz y la sombra reflejadas difusamente en la pared.

La de la izquierda es la imagen original, la del medio es la imagen de reflexión difusa y la de la derecha es la imagen reconstruida a partir de la imagen de reflexión difusa.

Nombre del artículo: Periscopia computacional con una cámara digital común

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Métodos informáticos para mejorar el contraste, o codificar escala de grises en color para facilitar la interpretación de imágenes de rayos X y otras imágenes en campos como la industria, la medicina y las ciencias biológicas. La tecnología de procesamiento de imágenes también se ha utilizado con éxito en astronomía, arqueología, biología, medicina nuclear, aplicación de la ley (¿podría ser reconocimiento de texto? No lo entiendo muy bien), defensa nacional e industria.

Dicho todo el procesamiento de imágenes digitales, ¿de dónde vienen las imágenes? Esa es la tecnología de imágenes. Incluye principalmente imágenes de rayos gamma, imágenes de rayos X, angiografía, imágenes de bandas ultravioleta, imágenes de bandas de luz visible e infrarrojas, imágenes de bandas de microondas, imágenes de ondas acústicas, etc. Hay demasiado conocimiento sobre diseño y ni siquiera lo entiendo. Si usted, la audiencia, quiere saberlo, simplemente use palabras clave de Baidu.

Para decirlo sin rodeos, una imagen es solo un montón de números, por lo que, por supuesto, una computadora puede generarla directamente de la nada. Aquí diseñamos gráficos por ordenador, combinados con procesamiento de imágenes, para conseguir otro campo: el modelado tridimensional.