数字图像的处理（一）了解数字图像

因为在工作过程中遇到了图像识别的问题，觉得挺有意思的，打算花两到三年的时间从基础到入门，希望自己能够坚持下来吧

所有的计算机数据在底层都是以二进制的形式保存的，图像也是一样，在学习图像之前，我认为的数字图像就只有识别这一个领域。我发现我弄错了，本身数字图像就是很广的概念

我们肉眼可以看见图像是因为阳光反光被眼球接受到了，在通过一些列的计算，在脑中出现图像（这个部分我是自己总结的，99%有错，只是为了好理解计算机的成像原理）

那所谓的光其实是电磁辐射，下面帖一段维基的解释，（了解就可以了）

电磁辐射的载体为光子，不需要依靠介质传播，在真空中的传播速度为光速。电磁辐射可按照频率分类，从低频率到高频率，主要包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。

我把这个东西理解成电磁波，电磁波不同的频率有不同的特性。再贴一张维基的图。

这张图很好的展示了各个波的波长，中间七彩的就是我们的可见光，也就是我们人类肉眼可以看到的图像。数字图像可以按照大致按照使用的各种电磁波来划分，从上图的左边到右边一一描述

第一个伽马射线成像：伽马射线电磁波波长在0.01奈米以下，穿透力很强，又携带高能量，容易造成生物体细胞内的脱氧核糖核酸（DNA）断裂进而引起细胞突变，因此也可以作医疗之用。比较常用的领域是肿瘤的成像和天文观测之类的。

第二个x射线：是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间（对应频率范围30 PHz到30EHz）的电磁辐射形式。运用的领域在于医学诊断（就是我们常说的ct）例如血光照影之类的，还有工业领域，例如检查电路板是否有原件丢失

第三个紫外线：为波长在10nm至400nm之间的电磁波，波长比可见光短，但比X射线长。这个可能是我们除了可见光之外接触最多的波了，紫外线成像应用于很多领域，发展比较快的是显微镜（这段是维基的，具体可以自行谷歌）

第四个可见光和红外波段：可见光是频率在400 THz (760 nm)至790 THz (380 nm)之间的电磁辐射，可以被人类眼睛侦测感知。红外线的频域在300 GHz (1 mm)至400 THz (750 nm)之间。这两个放在一起讲是为了举例，我们经常看到各种卫星俯视地球的遥感图，上面清晰的显示了河流，森林等。这些图像都是通过可见光和红外线成像的，直接上图

再贴一张可见光和红外波的特征和用途

除此之外，可见光和红外还能运用于很多领域，这一块也基本是学习的重点。

第五个微波成像：波长介于红外线和无线电波之间的电磁波。微波的频率范围大约在 300MHz至300GHz之间。运用领域：雷达

第六个无线电波：其波长在电磁波谱中比红外线长。无线电波的频率在300 GHz到3 kHz之间。这个估计也不用多说，电台呀什么的都是用无线电波，但在计算机成像领域主要用于医疗和天文学研究。（对，没错和伽马射线几乎一样，两个极端波运用的领域竟然是否重合，太哲学了）

其他：除了上述一些波长成像之外，还有一些其他的生成数字图像的方法。例如超声波成像：检查婴儿是否发育健全等。

　　还有一种图像我觉得挺有意思的，那就是计算机自己生成的图像的，举一个分形的例子（其实我也没懂什么分形算法，只是大致了解）：著名的科赫雪花就是一种分形，不知道有没有被计算机老师要求实现这个算法的。。

　　最后贴一个在找资料过程中，看到的一个关于分形的小电影（这个领域可能是处于艺术和计算机的交叉处吧）。

       https://kottke.org/09/07/vol-libre-an-amazing-cg-film-from-1980