数字高清与数字电影有哪些相同之处和不同之处？
高清电视、高清视频这些在我们经常听到的词汇，到底是个什么东西，它带给我们怎样的视觉感受，相信但凡玩视频及对影视爱好的广大网民是想知道的。这里就向大家介绍一下数字高清与数字电影的一些问题。&
一、高清技术标准&
1、高清电视显示格式&
当前电视制式的主要技术特征是行频、场频、扫描方式、宽高比。制式决定了电视所携带的信息量和显示质量。
高清电视(&HDTV)有清晰度等级不同的三种图像显示格式，分别是：720P(P)，1080/60i／50i(i),&p/30p(p)（p：逐行扫描；i：隔行扫描），p是当前最高的清晰度指标。&
1080/24P(简称24P或24F)是一种专门用于后期制作的HDTV格式，它采用的24帧逐行扫描方式与每秒24幅画面的电影胶片具有每帧电视图像与每幅画面一一对应的关系，因此在进行胶片与磁带的相互转换时不会产生因帧频变换而带来的图像质量损失。1080/24P是电影与电视结合的最佳桥梁，已经被美国的节目制作行业，特别是采用胶片作为前期拍摄的节目制作公司接受为后期制作的标准，正在成为国际间HDTV节目的交换标准。&
2、码率显著提高&
我们这里计算一下HDTV的基带码流。根据SMPTE&274M数字电视标准，采用10比特量化时，HD数字电视信号的基带码率是1485Mbps（亮度信号的取样频率&量化比特数+2个色差信号的取样频率&量化比特数一74.&25&&(MHz)&10&(Bit)&+2&37.&125&&(MHz)&10&(Bit》，其中有效码率为829.&44Mbps。而根据ITU&-&R601数字电视标准，采用10比特量化时，标清数字电视信号的基带码率是270Mbps，其有效码率为165.&888Mbps。因此，
HDTV的绝对码率是旧的PAL制SDTV的5.5倍，有效码率是SDTV的5倍。高码率成为高清节目的最大特点，是制作与传输环节所要解决的首要问题。
二、高清节目的制作、节目传输和接收&
1、节目制作&
由于高清节目所包含的信息量更大，码率更高，给节目制作带来诸多课题。如节目存储、制作网络环境的建立、硬件运算速度的提高等。&
以下技术使得高清节目的制作与传输得以实现，促进了高清的发展：CPU运算速度的提高。高速的运算能力满足了对较高压缩比、较复杂算法的编码的解码工作；随着蓝光盘存储技术、半导体存储技术及硬盘存储技术的发展，存储大容量的高清媒体文件成为现实；压缩编码技术的发展，如WMV9、H.&264等编码压缩技术，使高清节目文件放下庞大的身躯，更适合存储和传输；传输技术的发展提高了带宽，不仅能够建立高清节目编辑制作的网络环境，也促进了广域网络高清节目的传播和发布。&
众多非线性编辑软件厂商和硬件设备厂商积极推出支持高清的产品，使高清节目制作触手可及并更为普遍。例如SONY公司开发的Xpri高清非线性节目制作系统，可协助实现从采集到播出全程高画质，实时的进行高清编辑，并且它与XDCAM专业光盘系统无缝兼容，可实现有效的高清存储。同时Apple公司、Discreet公司等也都纷纷推出支持高清节目编辑的Final&Cut&Pro&HD、Avid&HD等软件系统。&
此外高清在移动现场编辑方面也有较大的发展。目前火线传输已可以支持高清，这就大大降低了高清系统设备的成本。2004年，苹果公司和松下公司合作实现了在IEEE&1392火线以lOOMbps传输DV-HD（松下DVCPRO高清系统的视频压缩标准）。苹果把自己定位于专业移动编辑系统供应商。它提供功能强大的膝上型电脑，如PowerBook系列高端的Titanium，以及带Final&Cut&Pro的专业编辑系统。Final&Cut&Pro&HD通过FireWire电缆提供捕获、编辑和输出广播质量HD视频的能力，无需使用其它硬件。&
这些技术的发展提高了工作效率，革新工作流程。&
2、高清信号的传输&
高清信号的传输方式既可以是模拟的也可以是数字的，不过从目前的技术发展来看播出的高清电视采用数字传输方式。数字信号的传播速率可达每秒19.&39兆字节，如此高的数据流传输速度保证了数字电视的高清晰度。所以，高清电视的播出就牵涉到了数字电视的传输问题。&
在中国，卫星数字电视的传输，国家采用DVB-S标准；广电总局推荐使用DVB-C作为中国有线数字电视传输的行业标准。地面播出数字传输技术标准现在还没有确定，但根据目前的技术，数字电视的地面传输还不能支持高清节目。&
3、在传输过程中使用的压缩编码&
高清的基带码流高达1-5Gb/s。与标清服务相比，分发高质量HD节目需要5倍的带宽。传输高清信号首先要对其进行压缩。采取有效的压缩办法，从质量和效率上去平衡，从而保证基于目前IT技术的网络能够满足高清节目所要求的带宽和存储量。&
目前的HDTV传输压缩标准DVC-S，DVB-C使用的是MPEG-2压缩编码。后来发展起来的WMV9、H.&264等编码压缩技术与MPEG-2相比，能节省一半多的带宽，这将对HD节目的分发产生巨大的影响。&
在下一代HDTV传输压缩标准中，MPEG-4和微软的编解码方案（正从Windows&Media&9变体为Video&Codec-1/VC-1）竞争激烈。在欧洲，MPEG-4占上风。&
Premiere&World将把MPEG-4用于其下一代压缩。06年推出HD业务的法国广播机构也考虑MPEG-4。但是，目前MPEG-4要求相当高的许可费用。&
VC-1虽然是蓝光盘和HD-&DVD解码方案的一部分，但至今还不是一种标准。有些广播机构质疑微软方案在专业领域的表现，但在端到端系统解决方面，微软已提出方案，并获得不错的评价。并且相比MPEG-4，微软方案没有高额的许可费用，具有成本优势。&
三、高清的实现经历的过渡阶段&
在从标清向高清的过渡过程中，很长一段时间，SD和HD混合制作、并行发展。无论是SD素材还是HD素材，通过丰富的转换接口，经过上下变换，使得一套工作流程同时输出SD和HD节目。例如，高清摄像机、高清摄像机的内部一般都配置了下变换器，在输出高清信号的同时也可以输出高质量的标清电视信号。
目前采用1080/50i作为高清信号源标准的一个突出优点是与我国现行的标清信号源576/50i&(PAL)可以非常容易地实现上／下变换，为顺利从标清向高清过渡提供了良好的条件。上／下变换包括场频的变换、行频的变换、扫描方式的转换以及宽高比的转换等，以实现视频制式的转换。&
&l、显示画面宽高比转换对画面的影响&
4:3信号上变换到16：9-般有三种方式：(1)垂直充满，左右两边出现黑边；(2)水平充满，垂直方向上图像上下被裁减；(3)完全填充，在16：9的屏幕上完全看到4:3的图像，水平方向被拉长。&
16：9信号下变换到4:3，有三种常规的方式：(1)切边模式（垂直方向充满，左右两边一部分信息被去掉）；(2)信箱模式（水平方向充满，上下部分会出现黑边）；(3)压缩模式（垂直方向充满，水平方向压缩，使物体变高）。&
可以看出这些变换方式会引起图像的变形或画幅的缩小。这就对节目制作中特技的处理和字幕位置提出了课题。例如：高清节目下变换到标清频道播出时，若使用切边模式下变换，要考虑字幕与哑语的位置。标清节目上变换到高清频道播出时，若采用完全填充方式，会带来水平画面的拉伸。除此之外，在节目摄制时，还要考虑演播室屏幕的长宽比是否适合16：9的构图要求。&
2、高清／标清同步信号的差异&
在高清／标清兼容的演播室系统中，使用的同步基准信号有两种，一种是高清专用的模拟三电平同步信号，另一种是与现有标清系统完全相同的BB（Black&Burst，即黑色同步）信号。早期的高清产品大多只能接受三电平同步信号，所以就产生了一个系统内需要两种同步信号的问题。随着技术的发展，目前大部分高清设备如摄像机、录像机等都能够接受三电平和BB这两种同步信号。在高清演播室系统中，各种上下变换会产生各种延时，需对延时进行调整，以保证声话同步。在图像监控方面，由于高清监视器价格昂贵，需考虑降低高清系统用于监视的成本。&
除导演、导播以及技术监控人员必须使用广播级的高清监视器以对节目质量进行评判外，监视系统内的信号源，如摄像机、录像机以及字幕机等主要关注其图像内容的信号源，则可采用将输入的高清数字信号下变换成模拟标清信号后用普通的模拟标清监视器监视高清信号。此时下变换器应设置为信箱模式(Letter&box&model)，以便在4:3的屏幕内能显示16：9画面的全部内容。另外对于外来的高清信号监视，除上述办法外，还可以采用HD-SDI／VGA转换器将数字高清信号转换成计算机显示格式信号后用普通的计算机显示器监视，以降低高清系统用于监视的成本。&
3、字幕的问题&
高清节目采用高清CG，避免出现因为没有实现全系统高清而采用标清CG的情况。目前，大多字幕机厂家已经可以提供支持高清的字幕机产品，有的型号还可以实现高清／标清的切换操作。&
还需要提到的是，更高的清晰度，使拍摄时对摄像的聚焦要求更加苛刻，对光圈等各项参数的调整更加严格。任何细微的误差都会在高清屏幕上显露无遗。这也导致对化妆、灯光、美工等诸多方面要求的提高。&
四、高清应用&
随着高清技术的发展，高清应用越来越广泛。除去电视领域，高清技术还被用在数字影院、资料保存、医疗检测、大屏幕广告等领域。&
1、高清在电影上的应用&
传统胶片电影与数字载体的比较&
传统胶片电影的制作需要将声音、画面分开处理。对于画面的剪接，首先通过胶转磁，利用视频非线性系统进行初编，然后将编好的节目时间码转换成胶片的物理长度信息，再来最终剪接胶片。对于特技合成，需要通过昂贵的高分辨电影胶片扫描仪将胶片扫描成2K或4K的图像文件，利用电脑进行特技合成，然后再将图像还原成胶片。可以看出，这样的流程不但成本高、效率低、也不便于节目的修改、存贮和拷贝。&
而使用数字载体，制作流程简化，便于电影的后期制作及存储，且具有效率高、成本低、前后保质、应用灵活、易于传输等特点。&
为何数字高清会成为电影的数字载体呢？HD的显示格式接近35mm电影画面质量，而且1080/24P格式正好与电影每秒24格的速度对应，使得HD节目可以方便地转化为35mm数字影院节目；电影也可方便地转化为HD进行后期编辑。&
这些特性使得HD成为电影的数字载体。而专业设备厂商也根据这一需求，推出了相应的记录格式，来推动HD技术在这一领域的应用。如SONY公司推出的HDCAM&SR格式。&
高清摄影机在电影中的运用&
对于已经诞生了一百多年的胶片电影来说，它已经构成了一个完整而庞大的体系。而这个体系的基础，就是胶片摄影。在电影制作流程中，拍摄、制作和发行都是依靠胶片完成的，正是因为这一点，化学感光胶片在过去的一百年里经历了几乎是翻天覆地的变化。现代电影胶片所能达到的技术标准，在20年前都是不可想象的。正是有了这种技术上的飞跃，现代电影制作才会发生众多意义深远的变革，而我们才能在银幕上看到各种非凡的影象奇观。&
胶片电影制作加工方式有诸多麻烦和不便之处，但迄今为止仍然没有人可以发明出更好的替代方法来。不过随着技术的进步，作为电影基础的胶片摄影已经开始出现小小的革命曙光，这就是开始在电影前期拍摄中暂露头角的数字高清摄制。&
接触过DV摄像机的人都很清楚DV的成像原理，无非是将透过光学镜片的光线通过CCD转为电信号，然后这些电信号再压缩为数字信号记录到磁带上。而对于高清摄影机来说，原理是一样的，区别就在于镜头好很多，CCD好很多，电信号的转换方式好很多，数字信号的压缩方式好很多，磁带的记录方式好很多，等等而已。虽然HD和DV在最终的成像质量上差距很大，但重要的是二者在原理上是一样的。这就好比原来主要用于拍摄家庭录像用的8mm胶片和拍摄电影用的35mm胶片，虽然最终的成像质量和用途都完全不同，但它们的原理是一样的。随着HD设备在成像质量上开始接近电影胶片的水平，现在越来越多的电影制作人员开始认真地考虑用高清摄像机来取代传统的胶片摄影机。作为先行者，乔治·卢卡斯成为了使用数字电影设备拍摄电影的第一人。在他于1999年拍摄《星战前传》第一集的时候，因为后期大量的数字特技需要，乔治·卢卡斯开始尝试在电影中运用SONY&HDWF900高清摄像机拍摄人物特写和特技场面。这样他就不需要经过胶转磁的工序，影像直接可以进入电脑进行后期合成和特效生成工作。随后高清开始在电影制作中越来越多地得到应用，现在已经开始出现完全使用高清摄像机拍摄的电影。&
但是需要说明的是，直到现在为止，高清在电影中运用都处在摸索和尝试的阶段，还没有一个大家公认的标准能够供使用高清摄像机拍摄电影的人作为参考，而是借用的高清电视行业标准。&
最好的电影胶片拍摄出的画面，如果转换为数字信号的话，每一格画面的信息量大约是在4K左右。而高清在最好的情况下每祯画面的信息量大约是在1.&55K左右。不过由于胶片电影的画面质量在后期制作过程中会有损失，而在制作送影院发行用的拷贝时又会进一步有损失，加上电影院放映过程中的损失，到最终形成影院效果时，从硬盘中直接进行放映的数字电影就会在画面质量上略有胜出。
用高清摄像机拍摄电影的工艺流程，跟拍摄电视剧没有太大的区别，关键在于后期。最大的不同就是将来要不要做成胶片来放映。即用高清24P摄像机进行电影拍摄，编辑后将成片节目再转为胶片电影或数字影院节目。或采用胶片进行前期拍摄，而后转为HD进行后期制作。&
高清拍摄电影伽玛的应用&
高清拍摄电影中应用电影伽玛改变了我们对电视画面的感觉，使我们在数字电视画面里找到了电影感，这或许是电影情节的使然。&
电影伽玛对于电视电影的制作有着非常重要的意义。电视电影所要求的是从剧作到拍摄制作则完全是电影化的。电影伽玛给电视电影带来了新感觉，你可以完全按照电影的制作手段通过电影伽玛达到你所想要达到的效果，如在特殊气氛的营造上，尤其是在高亮部分的层次上还是非常丰富的。在反差上可以把光比打到1:8甚至1:&10，但需要说明的是必须要通过打光完成，最暗部的控制需要通过打光，而且在选择曝光点上需要计算，不可以用平均曝光值定光圈。也就是说只要使用电影的制作手段，就能达到近乎于胶片的效果。当然电影伽玛所带来的制作工艺流程的改变是完全必要的。&
用电影伽玛拍摄的画面有一层灰雾，在监视器上观看会觉得暗，解决的方法是调亮监视器。电影伽玛拍摄的画面为了适合电视播出，需要使用示波器调整画面，展宽的完成片颗粒增大，而且电影伽玛所带来的电影感有所减弱，这就要在后期有选择的改变伽玛曲线的方式，不但可以去除灰雾、保留画面的电影感，而且从工艺上、质量上达到了规范化的要求。&
应该说带电影伽玛的摄象机是集电影的工艺流程和电视的快捷方式于一身的产物，所以它是不能用过去传统的使用摄像机固有的经验去解析的，因此创作者必须认识和了解这一新工艺、新技术。&
高清拍摄要用电影定焦镜头，是有科学道理的。数字变焦镜头在调整1米以上的焦点时，画面尺寸是有改变的。而这种变化在大屏幕放映时会出现明显的视觉差异，但电影定焦镜头就没有这样的问题。在高清的拍摄中，如果用一个变焦镜头完成全部拍摄制作，从技术上讲是有缺陷的，在解像力、颗粒度、固定画面的成像质量上与电影定焦镜头拍摄的图像相对照还是存在差异的。电影频道要求请拍摄过胶片电影的摄影师拍摄高清电视电影是非常正确的，因为电影伽玛是以电影工艺为原则设计的，不了解电影工艺就很难熟练地运用电影伽玛。&
人们期待电视呈现更真实逼真的画面，即实现同在电影院欣赏电影一般的收视效果。高清电视标准中提高了分辨率，采用了逐行扫描和提高帧频的技术，更符合人们的观看16：9的宽画幅，提高了电视的收看效果。&
现在，电视台很多黄金时段播放的电视剧以及电影开始采用HD拍摄。为了满足数字电影以及高档高清节目的母版制作要求，SONY公司推出了HDCAM&SR格式。这种格式采用4:4:4（RGB全带宽）的采样，10/12bit量化，码率高达440Mbps，12&ch数字音频，压缩比只有2.7：1，使得HD记录电影清晰度更接近于胶片。
该文章转自艾维音响网 &&
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数字图像处理(Digital Image Processing,DIP)
　　数字图像处理是指经过空间采样和幅值量化后的图像，它可以利用或其他实时的硬件处理，因而又称之为计算机图像处理(computer image processing)。
　　完整的数字图像处理工程大体上可分为如下几个方面：图像信息的获取；图像信息的存储；图像信息的传送；图像信息处理；图像信息的输出和显示。
　　(1)图像信息的获取(Image Information Acquisition)
　　就数字图像处理而言，主要是把一幅图像转换成适合输入计算机或数字设备的，这一过程主要包括摄取图像、光电转换及数字化等几个步骤。通常，图像获取的方法有以下几种：
　　①电视摄像机(Video Camera)
　　这是目前使用最广泛的图像获取设备。早期主要有光电摄像管、超正析摄像管等。近年来，主要是采用CCD摄像设备。
　　特点：设备小巧、速度快、成本低、灵敏度高。
　　缺点：灰度层次较差、非线性失真较大、有黑斑效应，在使用中需要校正。目前，CCD摄像机在、灵敏度等方面已做到较高水平，如：或的高分辨率的CCD摄像机已很成熟。
　　②飞点扫描器(Flying Point Scanner)
　　这是一种以光源做扫描的图像获取设备。其特点是：精度较高、图像清晰、可透射成像亦可反射成像，但是其体积略显庞大。
　　③扫描鼓
　　这是一种高精度的滚桶式的图像摄取设备。
　　特点：精度高、分辨率高，可以输入也可以输出。
　　缺点：价格昂贵、速度低、维护要求高。多用于静止图像的输入、输出设备。
　　④扫描仪
　　特点：精度和分辨率中等，600DPI精度的扫描仪已常见。扫描仪的成本很低，近几年尤其降价显著，一般台式的已有不足1000元的。所以是当今应用最为广泛的图像信息获取没备。
　　缺点：速度较慢，非实时设备。
　　⑤显微光密度计：精度较高，速度较低。
　　⑥遥感中常用的图像获取设备已有多种，如：
　　光学摄影：摄像机、多光谱相机等。
　　红外摄影：红外辐射计、红外摄像仪、多通道红外扫描仪。
　　MSS：多光谱扫描仪。
　　微波：微波辐射计，侧视雷达、真实空孔径雷达、合成孔径雷达(SAR)。
　　合成孔径雷达是20世纪50年代发展起来的。它采用小天线通过直线飞行(长距离)合成一条很长的线阵天线，从而达到优良的横向方位的分辨率。目前的国际水平，在距雷达50～100km范围内．合成孑L径雷达(SAR)的纵向和横向分辨率已达1m×1m以下。
　　为使飞机能直线、恒速飞行要用到陀螺导航仪、等设备和技术加以保证。
　　(2)图像信息的存储(Image Information Storage)
　　图像信息的突出特点是巨大。一般作档案存储主要采用磁带、磁盘或光盘。为解决海量存储问题，主要研究数据压缩、图像格式及图像数据库技术等。
　　(3)图像信息的传送(Image Information Transmission)
　　图像信息的传送可分为系统内部传送与远距离传送。内部传送多采用DMA技术(Direct Memory Access)以解决速度问题，外部远距离传送主要解决占用带宽问题。目前，已有多种国际压缩标准来解决这一问题，图像通信网正在逐步建立。
　　(4)数字图像处理(Digital Image Processing)
　　目前。数字图像处理多采用计算机处理，因此．有时也称之为计算机图像处理(Computer Image Processing)。概括地说，数字图像处理主要包括如下几项内容：几何处理(Gometrical Processing)，算术处理(Arithmetic Processing)，图像增强(Image Enhancement)，图像复原(Image Restoration)，(Image Reconstruction)，图像编码(ImageEncoding)，(ImageRecognition)。图像理解(ImageUnderstanding)。
　　①几何处理
　　几何处理主要包括坐标变换，图像的放大、缩小、旋转、移动，多个图像配准，全景畸变校正，扭曲校正，周长、面积、体积计算等。
　　②算术处理
　　算术处理主要对图像施以加、减、乘、除等运算，虽然该处理主要针对像素点的处理，但非常有用，如医学图像的减影处理就有显著的效果。
　　③图像增强
　　图像增强处理主要是突出图像中感兴趣的，而减弱或去除不需要的信息，从而使有用信息得到加强，便于区分或解释。主要方法有直方图增强、伪彩色增强法(pseudo color)、灰度窗口等技术。
　　④图像复原
　　图像复原处理的主要目的是去除__F扰和模糊，恢复图像的本来面目。典型的例子如去噪就属于复原处理。图像噪声包括随机噪声和相干噪声，随机噪声干扰表现为麻点干扰，相干噪声表现为网纹干扰。去模糊也是复原处理的任务。这些模糊来自透镜散焦、相对运动、大气湍流以及云层遮挡等。这些干扰可用维纳滤波、逆滤波、同态滤波等方法加以去除。
　　⑤图像重建
　　几何处理、图像增强、图像复原等都是从图像到图像的处理，即输入的原始数据是图像，处理后输出的也是图像，而重建处理则是从数据到图像的处理。也就是说，输入的是某种数据，而处理结果得到的是图像。该处理的典型应用就是CT技术，CT技术发明于1972年，早期为X射线(X—ray)CT，后来发展的有ECT，超声CT，核磁共振(NMR)等。的主要算法有代数法，迭代法、傅里叶反投影法、卷积反投影法等，其中以卷积反投影法运用最为广泛，因为它的运算量小、速度快。值得注意的是三维重建算法发展得很快，而且由于与计算机图形学相结合，把多个二维图像合成三维图像，并加以光照模型和各种渲染技术，能生成各种具有强烈真实感及纯净的高质量图像。三维图形的主要算法有线框法、表面法、实体法、彩色分域法等，这些算法在计算机图形学中都有详尽的介绍。三维重建技术也是当今颇为热门的和科学可视化技术的基础。
　　⑥图像编码
　　图像编码研究属于中信源编码范畴，其主要宗旨是利用图像信号的统计特性及人类视觉的生理学及心理学特性对图像信号进行高效编码，即研究数据压缩技术，以解决数据量大的矛盾。一般来说，图像编码的目的有三个：一是减少数据存储量；二是降低数据率以减少传输带宽；三是压缩信息量，便于特征抽取，为识别作准备。就而言，Kunt提出第一代、第二代编码的概念。Kunt把年40年中研究的以去除冗余为基础的编码方法称为第一代编码。如：PC2M，DPCM，AM，亚取样编码法；变换编码中的DFT，，walsh—Had—amard变换等方法以及以此为基础的混合编码法均属于经典的第一代编码法。而第二代编码方法多是20世纪80年代以后提出的新的编码方法，如金字塔编码法、Fractal编码、基于神经元网络的编码方法、小波变换编码法、模型基编码法等。现代编码法的特点：一是充分考虑人的视觉特性；二是恰当地考虑对图像信号的与表述；三是采用图像的合成与识别方案可压缩数据率。
　　图像编码应是经典的研究课题，60多年的研究已有多种成熟的方法得到应用。随着的发展，已有若干编码标准由ITu—T制定出来，如JPEG，H．261，H．263，MPEGl．MPEG2，MPEG4，MPEG7，JBIC(Joint Bi—level Image Coding：Expert Group，二值图像压缩)等。相信在未来会有更多、更有效的编码方法问世，以满足多媒体信息处理及通信的。
　　⑦模式识别
　　是数字图像处理的又一研究领域。当今，模式识别方法大致有三种，即：统计识别法；句法结构模式识别法；模糊识别法。
　　统计识别法侧重于特征，句法结构识别侧重于结构和基元，模糊识别法是把模糊数学的一些概念和理论用于识别处理。在模糊识别处理中充分考虑人的，同时也考虑了人的非逻辑思维方法及人的生理、心理反映，这一独特性的识别方法目前正处于研究阶段，方法尚未成熟。
　　⑧图像理解
　　图像理解是由模式识别发展起来的方法。该处理输入的是图像，输出的是一种描述。这种描述并不仅是单纯的用符号作出详细的描绘，而且要利用客观世界的知识使计算机进行、思考及推论，从而理解图像所表现的内容。图像理解有时也叫景物理解。在这一领域还有相当多的问题需要进行深入研究。
　　总的说来，经多年的发展，图像处理经历了从静止图像到活动图像；从单色图像到彩色图像；从客观图像到主观图像；从二维图像到三维图像的发展历程。特别是与计算机图形学的结合已能产生高度逼真、非常纯净、更有创造性的图像。由此派生出来的虚拟现实技术的发展或许将从根本上改变人们的学习、和生活方式。
　　(5)图像的输出与显示
　　图像处理的最终目的是为人或机器提供一幅更便于解译和识别的图像。因此，图像输出也是图像处理的重要内容之一。图像的输出有两种，一种是硬拷贝，另一种是软拷贝。其分辨率随着科学技术的发展从256×256，512×512，，至今已有的高分辨率的显示设备问世。通常的硬拷贝方法有照相、激光拷贝、彩色喷墨打印等几种方法。软拷贝方法有以下几种：
　　①CRT显示(Cathode Ray TLibe)
　　自20世纪60年代以来，在显示技术中，CRT几乎独霸天下。目前，彩色显像管(CPT)和彩色显示管(CDT)技术已相当成熟。20世纪90年代后期，平板显示器件才相继问世。但专家们预测在未来10年内，CRT仍是图像显示的主流。CRT显示质量好、亮度高、电子束简单、制造成本低等都是CRT的显著优点。尤其采用微形滤光条(Microfiher)工艺，加之动态聚焦技术的出现，使得CRT在对比度、色纯及光点大小方面都得到了改进。目前，分辨率为、行频64kHz、点频110MHz的CRT已很普遍，高分辨率的可达到，行频达80kHz，视频带宽达140MHz。进一步提高分辨率的主要困难在于显像管的制造和刷新存储器的速度。从来看，CRT亦是主流。
　　②(LCD)
　　液晶的发现已有100多年的历史，但真正用于显示技术的历史还不到30年。尽管有人认为LCD要想取代CRT至少还需15年左右的时问，但其发展势头之大，之快却令人刮目相看。LCD的突出性能是极吸引人的。它的缺点正在逐步被克服。
　　③场致发光显示器(FED)
　　场致发光平面显示器有多种。总体来说，从技术上看，还不能与CRT和LCD相竞争。但等离子显示器件的性能优于LCD。其本身视角可达160。结构工艺简单，目前是有力的。
　　1994年已有40英寸的壁挂式AD-PDP显示器展出。至于彩色荧光显示，目前只能用于字符显示。场致发光显示(FED)具有光明的前途。FED是最新发展起来的彩色平板显示器件。
　　同传统的模拟图像处理相比，数字图像处理有很多优点。主要表现在以下几点：
　　1．精度高
　　对于一幅图像而言，不管是对2bit还是8bit图像的处理，对计算机程序来说几乎是一样的。增加图像像素数使处理图像变大，只需改变数组的参数，而处理方法不变。所以从原理上讲，不管处理多高精度的图像都是可能的。而在模拟图像处理中，要想使精度提高一个数量级，就必须对处理装置进行大幅度改进。
　　2．再现性好
　　不管是什么图像，它们均用数组或数组集合表示，这样计算机容易处理。因此，在传送和复制图像时，只在计算机内部进行处理，这样数据就不会丢失或遭破坏，因此数字图像处理不会因图像的存储、传输或复制等一系列变换操作导致图像质量的退化，从而保持了完好的再现性。而在模拟图像处理过程中，就会因为各种因素干扰而无法保持图像的再现性。
　　3．通用性、灵活性高
　　不管是可视图像还是红外热成像、X射线照片、超声波图像等不可见光成像，尽管这些图像成像体系中的设备规模和精度各不相同，但把图像信号直接进行A／D变换或记录成照片，对于计算机来说都能用二维数组表示，即不管什么样的图像都可用同样的方法进行处理，这就是数字图像处理的通用性。另外，对处理程序加以改变后可进行各种各样的处理，如上下滚动、漫游、拼图、合成、变换、放大、缩小和各种逻辑运算等，所以灵活性很高。
　　数字图像处理大致包含四个方面的技术内容，包括图像质量改善、图像分析、图像重建和图像数据压缩。
　　1．图像质量改善
　　图像质量改善是力图把图像上的畸变及噪声信息去掉，使图像更清晰，以便准确目视判读和解释图像信息。具体技术措施大致包括四类：
　　(1)锐化技术：是突出图像上的各类边缘处的灰度处理，增大对比度使图像轮廓纹理更清晰；
　　(2)平滑技术：是一种抑制噪声而达到改善图像质量的措施；
　　(3)复原技术：是根据引起图像质量下降的原因而采取的一种恢复图像本来面目的处理措施；
　　(4)校正技术：采取几何校正措施，去掉图像上的几何失真。
　　2．图像分析
　　图像分析的目的是提取图像中的有用信息，常用技术有：边缘与线条的检测、图像区域分割、形状特征提取与测量、图像纹理分析、图像匹配与融合等。
　　3．图像重建
　　图像重建是成熟的实用图像处理技术。普遍应用于医学领域中，它主要包括CT中投影图像的三维重建，和应用于测量左、右视图图像，生成立体图像的技术。
　　4．图像数据压缩技术
　　图像数据压缩是针对图像经数字化后所产生的图像数据信息量非常大的特点，尤其是彩色动态图像的数据量更是大得惊人，为了对这些图像进行传输和预览，需要减少图像的存储容量。常用的有静态图像的有损压缩和无损压缩技术，如WINZIP、WINRAR、各种图像格式转换等；也有动态图像的压缩处理技术，如MPEG、网络流媒体技术等。
　　数字图像处理方法大致可分为两大类，即空域法和变换域法。
　　(1)空域法
　　这种方法是把图像看作是平面中各个像素组成的集合，然后直接对这一二维函数进行相f菠的处理。空域处理法主要有下面两大类：
　　①邻域处理法
　　其中包括梯度运算、拉普拉斯算子运算、平滑算子运算和卷积运算。
　　②点处理法
　　灰度处理，面积、周长、体积、重心的运算等等。
　　(2)变换域法
　　数字图像处理的变换域处理方法是首先对图像进行正交变换，得到变换域系数阵列，然后再施行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。
　　这类处理包括滤波、、特征提取等处理。
　　图像是人类获取和交换信息的主要来源，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作方面。随着和半导体工业的发展，数字图像处理技术的应用也将越来越广泛，总结其应用大致有以下几个方面。
　　1．在航天、航空中的应用
　　卫星遥感和航空测量有大量的图像需要处理，处理有两部分内容：一是图像校正．由于卫星、飞机是空中运动物体，装载的成像传感器受卫星飞机的姿态、运动、时间和气候条件等影响，摄取的图像存在畸变，需要自动校正；二是通过分析、处理遥感图像，有效地进行、矿藏勘探，国土规划，灾害调查，农作物估产，气象预报以及军事目标监视等。自从最早美国的喷气推进实验室(JPL)对月球、火星照片进行处理以来，数字图像处理技术在航天、航空中的应用还涉及航天器遥感技术，如很多国家都在利用陆地卫星所获取的图像进行气象监测、资源调查(如森林调查、水资源调查等)、土地测绘、灾害监测(如病虫害监测、火灾检测、环境污染监测等)、(如水分和农作物生长、产量估算等)、资源勘察(如石油勘察、大型工程地理位置勘探分析等)、(如城市建筑物拆迁、地质结构、水源及等)、军事侦察等。另外，在航空交通管制以及机场安检视频监控中，图像处理也得到了广泛的应用。
　　2．在军事、公安中的应用
　　数字图像处理是一种，一般来说，高技术总是首先应用于军事国防领域。已经有许多战例说明由数字图像信息处理技术作为核心控制部件的精确制导武器的威力，这种武器采用被动方式工作，隐蔽性好，抗干扰能力强，智能化程度高，无须人工干预，实现“打了不管”，能在复杂背景中精确地控制导弹命中目标。数字图像处理在军事方面主要用于导弹的精确制导、各种侦察照片的判读，具有图像传输、存储和显示的军事自动化指挥系统，飞机、坦克和军舰模拟训练系统等；在公安业务方面主要用于实时监控、案件侦破、、人脸鉴别、以及交通流量监控、事故分析、银行防盗等。
　　3．在生物医学中的应用
　　数字图像处理在生物医学领域的应用十分广泛，无论是还是病理研究都采用了图像处理技术，而且很有成效。除了最成功的x射线、CT技术之外，还有一类是对医用显微图像的处理分析，即自动细胞分析仪，如红细胞、白细胞分类，染色体分析，癌细胞识别以及超声波图像的分析等。这些技术和设备大大提高了疾病的治疗诊断水平，减轻了病人的痛苦。
　　4．在和工程中的应用
　　数字图像处理技术已经有效地应用于工业生产中的、装配、拆卸与质量检查等环节，例如机械手的手眼系统，车型识别，信函分拣，印刷电路板、集成电路芯片掩膜板、药片外形、汽车零部件等质量自动检查(逐个检查)；又如在生产线中对生产的产品及部件进行并对其进行分类，在一些有毒、放射性环境内利用计算机自动识别工件及物体的形状和排列状态等。现已发展到具备视觉、听觉和触觉反馈的智能机器人。高速公路不停车自动收费系统中的车辆和车牌的自动识别就是图像处理技术成功应用的例子。
　　5．在和中的应用
　　当前通信的主要发展方向是声音、文字、图像和数据相结合的，也就是将电话、电视和计算机以三网合一的方式在数字通信网上传输。其中，以图像通信最为复杂和困难，因图像的数据量十分巨大，如传送彩色电视信号的速率达100Mb／s以上。要将这样高速率的数据实时传送出去，必须采用图像处理中的压缩编码技术来达到目的。
　　在电子商务中，数字图像处理广泛应用于、水印技术、利用生物识别实现身份认证和等领域。
　　6．在文化艺术中的应用
　　数字图像处理在文化艺术中的应用包括电影、电视画面的数字编辑，动画的制作，纺织工艺品设计和制作，和发型设计，珍贵文物资料的复制和修复，运动员动作分析和评分，数字博物馆。虚拟城市和计算机图形生成技术以及图像变形技术等。
田岩 彭复员编著.数字图像处理与分析.华中科技大学出版社,2009.06.
张轮编.现代交通信息网络与通信技术.同济大学出版社,2007年08月第1版.
郭文强 侯勇严编著.数字图像处理.西安电子科技大学出版社,2009.05.
王世伟主编.医学影像实用技术教程.中国铁道出版社,2007.8.
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