电子信息工程专业英语 课文翻译 Unit 11 译文.docx

电子信息工程专业英语课文翻译Unit11译文

第一篇：电子信息工程专业英语课文翻译Unit11译文Unit11数字图像处理Unit11-1第一部分：二维数字图像图像是表示一些物理参数空间分布的二维信号，典型的物理参数是光强，而更普通的是能量的任一种形式。例如，运动图像以及多光谱的遥感图像是三维或者是更高维的信号。现代数字技术使得处理多维信号成为可能，所使用的系统可从简单的数字电路到先进的并行计算机。这种处理的目的可以分为3类：-图像处理：输入图像输出图像用相机拍摄和冲洗照片-大自然的例子：水面上景色的反射，水雾中景色的失真，等等。高级图像处理的应用例子包括：-司法科学：视频监控摄像机图像的增强，图像中的脸，指纹，DNA码等的自动识别和分类。可视化。例如：在我们制作一个三维物体的三维可视化之前，我们首先需要从二维图像中提取物体的信息。图像增强，例如，减少噪声或图像锐化。-模式识别，例如，图像中某种形状或纹理的自动检测。-将数据量减少为更容易处置或解释的信息，例如将图像减小为一幅较简单的图像、一组对象或特征、或者一组测量结果。-图像合成，如由二维照片重建三维场景。-图像拼接。当从同一个场景获取两种不同形态（类型）的图像时，将它们拼接起来涉及配准，其后是数据减少和图像合成。-数据压缩。为了缩小包含图像的计算机文件的大小，以及加快网络中图像传输的速度，数据压缩常常是必需的。我们关心的只是数字图像处理，而不是模拟处理，理由是，模拟处理需要专用的硬件，这使得建立一个特殊的图像处理应用成为一项艰巨的任务。此外，在许多图像处理领域中模拟硬件的使用正在迅速地成为过去，因为它常常能被更具灵活性的数字硬件（计算机）所取代。但究竟什么是数字图像呢？数字图像获取与处理的示意图如图11.2所示。顶部有某个成像设备，如摄像机，医疗扫描仪，或其它任何可将物理现实的量度转换为电信号的设备。成像设备产生一个连续的电信号。因为这种模拟信号不能直接用计算机处理，信号通过数字化仪转换为离散形式。最后产生的图像便可直接用于数字图像处理应用。数字化仪完成两个任务：采样和量化（见图11.3）。在采样过程中，图像中连续信号的值在特定位置被采样。在量化过程中，真实值被离散化为数字数值。量化后的图像我们称为数字图像。这样就回答了本节开头的问题：数字图像只不过是一个数值的矩阵。每个矩阵元素，即已量化样本，被称为图像元素或像素。对于三维图像则称为体积元素或体素。我们可以用两个坐标(x;y)表示图像中每个像素的位置。按照惯例，(0;0)像素，即原点，是在图像的左上角，X轴是从左向右，Y轴自上而下（见图11.4）。这可能要用一点功夫去习惯它，因为它不同于常规的二元函数的数学表示法，也不同于常规的矩阵坐标。如果一幅数字图像仅仅是一个数值矩阵，有人可能会说：数字图像处理只不过是一种对矩阵进行运算的数学算法的集合。幸运的是，现实情况远非所说的那么枯燥乏味，因为在实际中，我们很少使用图11.3所示的矩阵表示，而是对图11.3的中间图像进行处理，实际上是同一幅图像，但将光强度赋予每一个数，对人而言它通常更有意义。你会发现图像处理算法将被描述为数学算子作用于像素值或像素矩阵，这些算法的运算结果也将被用图像形式显示出来。Unit11-3第三部分：图像处理引言图像由各种物理设备产生，包括照相机和摄像机、X光设备、电子显微镜、雷达、超声设备等，并用于各种目的，包括娱乐、医疗、商务、工业、军事、民用、安全、科学。各种应用的目的都是使观察者（人或机器）提取被成像的场景中的有用信息。原始图像通常并不直接适合于这一目的，必须以某种方式进行处理。这种处理称为图像增强；而观察者从图像中提取信息的处理则称为图像分析。增强和分析根据其输出性质即输出的是图像还是关于场景的信息来区分，也根据所面临的挑战和所使用的方法来区分。图像增强通过化学、光学、电子方法实现，而分析则主要由人工和电子方法实现。用于观察者的（视觉）增强方法或用于（计算机）自主分析的数字图像处理技术在成本、速度、灵活性方面具有优越性，随着个人计算机价格的急剧下降和功能的快速提升而成了实用的主要方法。挑战图像并不是被观察的物理对象性质的直接测量，而是诸多物理因素相互作用的结果：光照强度及其分布、光照与构成景物的物质之间的相互作用、反射光或透射光从三维空间到二维图像平面的投影几何关系、以及传感器的电子特性。不像某些其它工作例如编写编译程序那样有正式理论为基础的算法，可将高级计算机语言翻译成机器语言，不存在从图像中提取感兴趣的景物信息如位置或某一制成品质量的算法和可比的理论。这种困难常被初学者低估，因为人的视觉系统似乎可轻而易举地从景物中提取信息。人的视觉通常比我们目前乃至可预见的未来能够设计制造的任何东西复杂得多。于是我们必须注意，不要根据人们对某一数字图像处