数字图像和信号之间的关系

2025年3月17日 | 阅读 3 分钟

图像是一个二维数组,其中颜色信息沿 x 和 y 空间轴排列。因此,为了理解图像是如何形成的,我们首先应该理解信号是如何形成的?

信号

信号是一种数学和统计方法,它将我们与物理世界联系起来。可以通过其维度和时间在空间上进行测量。信号用于将信息从一个来源传送到另一个来源。

信号可以在一维或二维数组或更高维信号上进行测量。常见的例子是声音、图像和传感器输出信号。

这里,一维信号在时间上进行测量,而二维信号在其他一些物理量上进行测量,例如数字图像。

关系

信号是传递我们周围物理世界信息的,它可以是任何声音、图像等。无论我们说什么,它首先转换为信号或波,然后在适当的时间段内传输给其他人。在数码相机中捕获图像时,信号从一个系统传输到另一个系统。

数字图像是如何形成的?

数字图像由小数据位(即像素)组成,这些像素存储在计算机中。当我们在光线下用数码相机拍摄图像时,这个相机就像一个数字传感器,并将其转换为数字信号。

这里,采样和量化是需要将数据转换为数字形式的两个过程。

因此,通常我们想知道这个数字图像存储在哪里。_在我们的计算机内存中,像素以光栅图像或光栅图的形式存储,它们是小的整数的二维数组_。因此,这些整数值通常以压缩形式存储。


重叠领域

1. 机器视觉或计算机视觉

机器视觉和计算机视觉几乎相同,具有一些其他特征。它处理开发一个以图像为输入、以一些信息为输出的系统。

例如:在冰淇淋行业,视觉系统可用于在冰淇淋杯包装过程中识别许多东西。它可以验证空杯是否没有损坏。它可以验证填充冰淇淋的正确水平。它可以检查标签是否正确放置。它可以验证杯子是否正确密封。

根据软件的编码,系统可以验证并采取行动。

2. 计算机图形学

计算机图形学是一系列由对象模型形成的图像。图像不是从设备捕获的,而是使用对象模型生成的。计算机生成的图像用于制作电子游戏、电影、广告等。

Relationship between digital image and signal

(系统执行图像渲染)

人工智能

人工智能 (AI) 是计算机科学的一个领域,它创建机器的工作并像人类一样反应。计算机场景在图像被处理以获得特征后使用。人工智能在图像处理中有许多应用。

例如:X 射线、MRI、CT 扫描等都是图像形式,有助于医生进行治疗。

信号处理

信号处理包括提取、操作和存储具有复杂信号和图像的信息。图像处理中信号有很多应用。

例如:在医学领域,有单维和多维信号,如脑电图、超声信号等,以及二维和三维图像,如超声图像、全息图像等。