4、图像的魔法：从基础处理到高级优化

图像的魔法：从基础处理到高级优化

1. 图像预处理与点运算符概述

在计算机视觉应用中，图像预处理是至关重要的第一步。它能将图像转换为适合进一步分析的形式，例如曝光校正、色彩平衡、降噪、锐化或旋转图像等操作。虽然有人认为图像预处理不属于计算机视觉范畴，但实际上，大多数计算机视觉应用，如计算摄影和识别，都需要精心设计图像预处理阶段，以获得令人满意的结果。

图像预处理的基础是图像变换，其中最简单的是点运算符，也称为点处理。点运算符独立处理每个像素，输出像素值仅取决于对应的输入像素值，可能还会结合一些全局信息或参数。常见的点运算符包括亮度和对比度调整、色彩校正和变换等。

2. 像素变换

2.1 通用图像运算符

通用图像运算符是一个函数，它接收一个或多个输入图像，并生成一个输出图像。在连续域中，可表示为：
[g(x) = h(f(x)) \text{ 或 } g(x) = h(f_0(x), \ldots, f_n(x))]
其中，(x) 位于函数的 (D) 维域中（对于图像，通常 (D = 2)），函数 (f) 和 (g) 的值域可以是标量或向量，例如彩色图像或二维运动。对于离散（采样）图像，域由有限数量的像素位置 (x = (i, j)) 组成，可表示为：
[g(i, j) = h(f(i, j))]

2.2 常见点处理

2.2.1 乘法和加法

两个常用的点处理是与常数的乘法和加法：
[g(x) = af(x) + b]
参数 (a > 0) 和 (b) 通常称为增益和偏置参数，有时分别用于控制对比度和亮度。偏置和增