7、图像预处理全解析：从基础操作到色彩管理

图像预处理全解析：从基础操作到色彩管理

1. 图像处理方法分类

在探讨图像预处理方法之前，了解一套简单的分类体系很有必要，它能帮助我们更好地组织讨论。该分类体系包含点操作、线操作、区域操作、算法操作和数据转换这几种操作类型，具体如下表所示：
| 操作类型 | 描述 |
| — | — |
| 点操作 | 每次处理一个像素，不考虑相邻像素。例如数学运算、布尔运算、像素值比较替换、颜色转换和数值数据转换等。 |
| 线操作 | 处理离散的像素行或数据行，不考虑前后行。如FFT（快速傅里叶变换），它是一种可分离变换，像素行和列可作为一维FFT线操作独立并行处理。若算法需要行数据，可对图像预处理的内存布局、流水线读写和并行处理进行优化。 |
| 区域操作 | 通常需要局部像素块，如通过核掩码进行空间滤波、卷积、形态学操作等。区域操作会产生特定类型的内存流量，可使用图形处理器中的通用着色器等细粒度方法和粗粒度线程方法进行并行化处理。 |
| 算法操作 | 一些图像预处理方法是纯串行或算法代码，难以甚至无法并行化。在某些情况下，可将算法块拆分为几个独立线程进行粗粒度并行处理或进行流水线处理。 |
| 数据转换 | 虽任务看似平凡，但完成简单的数据转换可能会花费大量时间。例如，将整数传感器数据转换为浮点数用于几何计算或颜色空间转换。常见的数据转换包括整数位深度转换（8/16/32/64）、浮点转换（单精度到双精度）、定点数到整数或浮点数的转换、浮点数与整数的任意组合转换、不同颜色空间之间的颜色转换以及基空间计算的转换（如FFT的整数与浮点数转换）。 |

以下是该分类体系在视觉流水线中的应用流程图：