数字图像的处理(一)了解数字图像

因为在工作过程中遇到了图像识别的问题,觉得挺有意思的,打算花两到三年的时间从基础到入门,希望自己能够坚持下来吧

所有的计算机数据在底层都是以二进制的形式保存的,图像也是一样,在学习图像之前,我认为的数字图像就只有识别这一个领域。我发现我弄错了,本身数字图像就是很广的概念

我们肉眼可以看见图像是因为阳光反光被眼球接受到了,在通过一些列的计算,在脑中出现图像(这个部分我是自己总结的,99%有错,只是为了好理解计算机的成像原理)

那所谓的光其实是电磁辐射,下面帖一段维基的解释,(了解就可以了)

电磁辐射的载体为光子,不需要依靠介质传播,在真空中的传播速度为光速。电磁辐射可按照频率分类,从低频率到高频率,主要包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。

我把这个东西理解成电磁波,电磁波不同的频率有不同的特性。再贴一张维基的图。

这张图很好的展示了各个波的波长,中间七彩的就是我们的可见光,也就是我们人类肉眼可以看到的图像。数字图像可以按照大致按照使用的各种电磁波来划分,从上图的左边到右边一一描述

第一个伽马射线成像:伽马射线电磁波波长在0.01奈米以下,穿透力很强,又携带高能量,容易造成生物体细胞内的脱氧核糖核酸(DNA)断裂进而引起细胞突变,因此也可以作医疗之用。比较常用的领域是肿瘤的成像和天文观测之类的。

第二个x射线:是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间(对应频率范围30 PHz到30EHz)的电磁辐射形式。运用的领域在于医学诊断(就是我们常说的ct)例如血光照影之类的,还有工业领域,例如检查电路板是否有原件丢失

第三个紫外线:为波长在10nm至400nm之间的电磁波,波长比可见光短,但比X射线长。这个可能是我们除了可见光之外接触最多的波了,紫外线成像应用于很多领域,发展比较快的是显微镜(这段是维基的,具体可以自行谷歌)

第四个可见光和红外波段:可见光是频率在400 THz (760 nm)至790 THz (380 nm)之间的电磁辐射,可以被人类眼睛侦测感知。红外线的频域在300 GHz (1 mm)至400 THz (750 nm)之间。这两个放在一起讲是为了举例,我们经常看到各种卫星俯视地球的遥感图,上面清晰的显示了河流,森林等。这些图像都是通过可见光和红外线成像的,直接上图

再贴一张可见光和红外波的特征和用途

除此之外,可见光和红外还能运用于很多领域,这一块也基本是学习的重点。

第五个微波成像:波长介于红外线无线电波之间的电磁波。微波的频率范围大约在 300MHz至300GHz之间。运用领域:雷达

第六个无线电波:其波长电磁波谱中比红外线长。无线电波的频率在300 GHz到3 kHz之间。这个估计也不用多说,电台呀什么的都是用无线电波,但在计算机成像领域主要用于医疗和天文学研究。(对,没错和伽马射线几乎一样,两个极端波运用的领域竟然是否重合,太哲学了)

其他:除了上述一些波长成像之外,还有一些其他的生成数字图像的方法。例如超声波成像:检查婴儿是否发育健全等。

  还有一种图像我觉得挺有意思的,那就是计算机自己生成的图像的,举一个分形的例子(其实我也没懂什么分形算法,只是大致了解):著名的科赫雪花就是一种分形,不知道有没有被计算机老师要求实现这个算法的。。

  最后贴一个在找资料过程中,看到的一个关于分形的小电影(这个领域可能是处于艺术和计算机的交叉处吧)。

       https://kottke.org/09/07/vol-libre-an-amazing-cg-film-from-1980

原文地址:https://www.cnblogs.com/qunincey/p/9420181.html