影像處理

影像基本概念

像素

數位影像是由一粒一粒的像素(Pixel)所組成，是組成影像的最小元素，每張數位影像是由不同顏色的像素所組合而成，而像素數量越多，越能表現影像細節，而像素數量越多，所佔空間也越大

如下圖，紅色方框處就是一個像素

解析度

如果擁有越多像素，畫面細節則越清楚，可以由下圖理解此原理

當像素為5x5的時候，圖片是非常不清楚的，但像素越來越多到最右方的100x100的時候，可以清楚地顯示「R」

解析度再螢幕以PPI(Pixel Per Inch)為單位，而印刷以DPI(Dot Per Inch)為單位

影像種類

1. 點陣圖：以像素為基礎組成影像，能真實呈現影像原貌及色彩差異，放大後會有鋸齒效果

2. 向量圖：以數學算式所繪製成的影像，圖形放大會重新計算，因此不會有鋸齒狀

影像色彩類型

1. 黑白：只有黑、白兩色，每個像素大小為1Bit

2. 灰階：還是黑、白色，但有256種明亮度，每個像素大小為1Byte

3. 256色：最多256種顏色，每個像素大小為1Byte

4. 高彩：最多65536種顏色，每個像素大小為2Byte

5. 全彩：最多1677萬種顏色，每個像素大小為3Byte

What is image processing?

影像處理(image processing)，從實體擷取影像，並對影像進行處理、分析、量測與解譯出相關的資訊

影像處理步驟

影像處理步驟可以分為五個，如下圖

1. 影像擷取(Image Acquisition)：從數位相機、掃描器、X光掃描、雷達…等皆可以得到數位影像

2. 預處理(Preprocessing)：擷取數位影像時，可能受到外在環境(光源、震動…等)影響，導致取得的影像品質不佳，此時就必須透過一些方法對影像做處理，藉此改善影像品質，例如：去除雜訊、增強影像

3. 分割(Segmentation)：將數位影像中的目標物，從原影像分割出來，例如：擷取車牌號碼

4. 表示與描述(representation and description)：圖形識別應用，常會從影像中擷取有用的物件或特徵

   4-1 表示：用簡單的表示式來表示物件，例如：下圖，要取出網球這個物件，可以用簡單的圖形(圓形)，來表示這個物件

   4-2 描述：再以數值描述物件，例如：下圖，要取出網球這個物件，可以將簡單的圖形用數值(圓的半徑)描述出來

   

5. 辨識與解讀(recognition and interpretation)：給予物體不同標示及意義

影像預處理方法

1. 影像二值化：影像分割的一種方法，將影像簡化成只有黑、白兩種顏色的影像，目的在於

   1-1： 顯示隱藏的特性，適用於灰階值相近的影像，以凸顯細節

   1-2： 去除影像不必要的資訊，而保留重要的資訊

   首先針對影像中的像素點，設定一個灰階值標準，稱作閥值(Threshold)，轉換規則為

   

   像素點的值大於閥值，則轉為白點

   像素點的值小於閥值，則轉為黑點

   

參考資料：

• 單元一、影像處理基本概念

• 解析度到底是什麼？

• 影像處理

• 數位影像處理簡介

• 數位影像處理簡介

• 什麼是影像前處理?