淺談計算機圖像處理技術

金山

摘 要：本文介紹了數字圖像處理技術的背景和意義，從幾個方面說明了圖像處理的過程和技巧，并分析了《計算機圖像處理》課程中，傳統教學法的不足和實例教學法的特點，介紹了實例教學法具體實施過程中的幾個要點。

關鍵詞：計算機；圖像處理；分辨率；教學

隨著科學技術的不斷發展、計算機更新速度的加快、人們思想文化素質的提高，人們對圖像的要求也越來越高。因此，如何把原始圖像與計算機結合起來，從而創作出許多更加完美的圖像，滿足人們的需求，已成為人們新的需求。

1 數字圖像處理研究方向

目前數字圖像處理研究有以下幾方面：一是圖像數字化，即將一幅光學圖像表示成一組數字，使圖像既不失真又便于計算機分析處理；二是圖像的編碼，即簡化圖像的表示，壓縮表示圖像的數據，以便于存儲和傳輸；第三，圖像的增強，即加強圖像的有用信息，削弱干擾和噪聲；第四，圖像的恢復，即把退化、模糊了的圖像復原；第五，圖像的重建，即由二維圖像重建三維圖像；第六，圖像的分析。

2 圖像數字化

圖像是人類獲取和交換信息的主要來源，人類感知外界信息80%以上是通過視覺得到的。因此，圖像處理的應用領域必然涉及人類生活和工作的方方面面。圖像處理或圖像分析方法的應用越來越廣泛，其主要理論基礎是形態數學、立體學、集合論等。圖像處理雖然也可以用光學方法或模擬技術來實現，但目前主要是利用計算機來實現，稱為數字圖像處理。因此，圖像處理一般是指數字圖像處理。

3 圖像處理中的分辨率

圖像處理中常見的也是最重要的幾種分辨率類型為：屏幕分辨率、位分辨率、設備分辨率、圖像分辨率以及網屏分辨率等。

3.1 屏幕分辨率

屏幕分辨率就是用戶在屏幕上觀察圖像時所感受到的分辨率。一般屏幕分辨率是由計算機的顯示卡所決定的。例如標準的VGA顯示卡分辨率是640×480，即寬640點（像素），高480點（像素）。至于較高級的顯示卡，通常可以支持800×600或是1 024×768點以上。

3.2 位分辨率（Bit Resolution）

位分辨率又稱位深，是用來衡量每個像素儲存信息的位數。這種分辨率決定了每次在屏幕上可顯示多少種顏色。一般常見的有8位、24位或32位顏色。

3.3 設備分辨率（Device Resolution）

設備分辨率又稱輸出分辨率，指的是各類輸出設備每2.54cm（每英寸）上可產生的點數，如顯示器、噴墨打印機、激光打印機、熱式打印機、繪圖儀分辨率。這種分辨率通過dpi（DotPerlnch）這個單位來衡量。一般來講，PC顯示器的設備分辨率在60dpi～120dpi之間，而打印機的設備分辨率則在180 dpi～720dpi之間，數值越高，效果越好。

3.4 圖像分辨率（Image Resolution）

圖像分辨率指的是圖像中儲存的信息量，這種分辨率又有多種衡量法，典型的是以每2.54cm（每英寸）的像素數（ppi）來衡量。圖像分辨率和圖像尺寸一起決定文件的大小及輸出質量。圖像分辨率以比例關系影響著文件的大小。如果保持圖像尺寸不變，將其圖像分辨率提高一倍，則其文件大小增大為原來的4倍。例如原圖像的文件大小為841kb，圖像分辨率為72ppi，保持圖像尺寸不變，用圖像處理軟件提高其圖像分辨率到144ppi，這時文件大小變為3364kb。

3.5 網屏分辨率（Screen Resolution）

網屏分辨率又稱網屏頻率，指的是打印灰度級圖像或分色所用的網屏上每2.54cm（每英寸）的點數。這種分辨率通過每2.54cm（每英寸）的行數（epi）來標定。

以上是關于計算機圖像處理的基本知識點。現在，計算機圖像處理課程已成為大學計算機相關專業學生必須掌握的基本技能之一，目前很多學校都開設了計算機圖像處理課程。然而由于大學學生計算機操作不夠熟練，對圖像處理和制作的理論及平面設計的方法也了解不多，因此要讓學生掌握計算機圖像處理技術，并能運用該技術獨立進行圖像的制作不是件容易的事情。

計算機圖像處理技術中，基礎軟件運用至關重要，作為計算機圖像處理技術最常用的基礎軟件，Adobe Photoshop功能非常強大，對于普通大學生來講，要在短時間內學得很精很全面幾乎不可能。讓學生學哪些內容，是老師們首先要解決的問題。目前，各大學學院所使用的教材多數是大學教材或自學教程，暫時還沒有專用的專業技能培養教材，也找不到適合的教學大綱，大家都在摸著石頭過河。實例教學法是圍繞實例圖來講課的，學生手中光有一本教材是不夠的，還必須有一本實例圖集，因此任課教師要事先把實例圖集制作好。制作的關鍵是挑選合適的實例圖，實例圖的來源有很多途徑，可以從《計算機圖像處理習題冊》或各種平面設計教材上挑選，也可以由教師自己繪制。選好的實例圖需分成兩類，一類是供老師上課講解用的“例圖”，一張例圖就相當于一個單元；另一類是供學生獨立練習用的“練習圖”，其難度應與相對應的例圖一致，每張例圖一般配一到兩張練習圖。圖紙選出后還需進行適當修改和加工，并根據教學要求給每張圖紙添上繪圖要求，讓學生對要掌握的知識點一目了然，講課用的例圖上還要寫明教學目的和教學要求。最后再把實例圖集制作成教學軟件素材包，按教學順序排好放在網絡教學資源庫上，供學生下載使用。

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