浅谈计算机图像处理技术

金山

摘 要：本文介绍了数字图像处理技术的背景和意义，从几个方面说明了图像处理的过程和技巧，并分析了《计算机图像处理》课程中，传统教学法的不足和实例教学法的特点，介绍了实例教学法具体实施过程中的几个要点。

关键词：计算机；图像处理；分辨率；教学

随着科学技术的不断发展、计算机更新速度的加快、人们思想文化素质的提高，人们对图像的要求也越来越高。因此，如何把原始图像与计算机结合起来，从而创作出许多更加完美的图像，满足人们的需求，已成为人们新的需求。

1 数字图像处理研究方向

目前数字图像处理研究有以下几方面：一是图像数字化，即将一幅光学图像表示成一组数字，使图像既不失真又便于计算机分析处理；二是图像的编码，即简化图像的表示，压缩表示图像的数据，以便于存储和传输；第三，图像的增强，即加强图像的有用信息，削弱干扰和噪声；第四，图像的恢复，即把退化、模糊了的图像复原；第五，图像的重建，即由二维图像重建三维图像；第六，图像的分析。

2 图像数字化

图像是人类获取和交换信息的主要来源，人类感知外界信息80%以上是通过视觉得到的。因此，图像处理的应用领域必然涉及人类生活和工作的方方面面。图像处理或图像分析方法的应用越来越广泛，其主要理论基础是形态数学、立体学、集合论等。图像处理虽然也可以用光学方法或模拟技术来实现，但目前主要是利用计算机来实现，称为数字图像处理。因此，图像处理一般是指数字图像处理。

3 图像处理中的分辨率

图像处理中常见的也是最重要的几种分辨率类型为：屏幕分辨率、位分辨率、设备分辨率、图像分辨率以及网屏分辨率等。

3.1 屏幕分辨率

屏幕分辨率就是用户在屏幕上观察图像时所感受到的分辨率。一般屏幕分辨率是由计算机的显示卡所决定的。例如标准的VGA显示卡分辨率是640×480，即宽640点（像素），高480点（像素）。至于较高级的显示卡，通常可以支持800×600或是1 024×768点以上。

3.2 位分辨率（Bit Resolution）

位分辨率又称位深，是用来衡量每个像素储存信息的位数。这种分辨率决定了每次在屏幕上可显示多少种颜色。一般常见的有8位、24位或32位颜色。

3.3 设备分辨率（Device Resolution）

设备分辨率又称输出分辨率，指的是各类输出设备每2.54cm（每英寸）上可产生的点数，如显示器、喷墨打印机、激光打印机、热式打印机、绘图仪分辨率。这种分辨率通过dpi（DotPerlnch）这个单位来衡量。一般来讲，PC显示器的设备分辨率在60dpi～120dpi之间，而打印机的设备分辨率则在180 dpi～720dpi之间，数值越高，效果越好。

3.4 图像分辨率（Image Resolution）

图像分辨率指的是图像中储存的信息量，这种分辨率又有多种衡量法，典型的是以每2.54cm（每英寸）的像素数（ppi）来衡量。图像分辨率和图像尺寸一起决定文件的大小及输出质量。图像分辨率以比例关系影响着文件的大小。如果保持图像尺寸不变，将其图像分辨率提高一倍，则其文件大小增大为原来的4倍。例如原图像的文件大小为841kb，图像分辨率为72ppi，保持图像尺寸不变，用图像处理软件提高其图像分辨率到144ppi，这时文件大小变为3364kb。

3.5 网屏分辨率（Screen Resolution）

网屏分辨率又称网屏频率，指的是打印灰度级图像或分色所用的网屏上每2.54cm（每英寸）的点数。这种分辨率通过每2.54cm（每英寸）的行数（epi）来标定。

以上是关于计算机图像处理的基本知识点。现在，计算机图像处理课程已成为大学计算机相关专业学生必须掌握的基本技能之一，目前很多学校都开设了计算机图像处理课程。然而由于大学学生计算机操作不够熟练，对图像处理和制作的理论及平面设计的方法也了解不多，因此要让学生掌握计算机图像处理技术，并能运用该技术独立进行图像的制作不是件容易的事情。

计算机图像处理技术中，基础软件运用至关重要，作为计算机图像处理技术最常用的基础软件，Adobe Photoshop功能非常强大，对于普通大学生来讲，要在短时间内学得很精很全面几乎不可能。让学生学哪些内容，是老师们首先要解决的问题。目前，各大学学院所使用的教材多数是大学教材或自学教程，暂时还没有专用的专业技能培养教材，也找不到适合的教学大纲，大家都在摸着石头过河。实例教学法是围绕实例图来讲课的，学生手中光有一本教材是不够的，还必须有一本实例图集，因此任课教师要事先把实例图集制作好。制作的关键是挑选合适的实例图，实例图的来源有很多途径，可以从《计算机图像处理习题册》或各种平面设计教材上挑选，也可以由教师自己绘制。选好的实例图需分成两类，一类是供老师上课讲解用的“例图”，一张例图就相当于一个单元；另一类是供学生独立练习用的“练习图”，其难度应与相对应的例图一致，每张例图一般配一到两张练习图。图纸选出后还需进行适当修改和加工，并根据教学要求给每张图纸添上绘图要求，让学生对要掌握的知识点一目了然，讲课用的例图上还要写明教学目的和教学要求。最后再把实例图集制作成教学软件素材包，按教学顺序排好放在网络教学资源库上，供学生下载使用。

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