add 2020-09-27-DIP-01.md

Author: david8388

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+layout: post    
+title: Digital image processing-01
+date: 2020-09-25 21:00
+categories: [NCHU, DIP]
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+## What is Digital image processing?
+
+定義影像(Image)為一個`二維函數f(x, y)`， `x, y 是空間(平面)座標`，而`f(x, y)通常稱為影像在(x,y)該點的強度(intensity)，或是在灰階影像上，稱之為灰階值(gray level)`
+
+一個數位影像函數f(x,y)表示式如下
+
+```
+f(x,y) = [  f(0,0)      f(0,1)   ... f(0, N-1)
+            f(1,0)      f(1,1)   ... f(1, N-1)
+            .           .        .   .
+            .           .         .  .
+            f(M-1,0)    f(M-1,1) ... f(M-1, N-1)
+        ]
+```
+
+上述陣列中每個元素(E.g: f(0,0))，稱為影像元素(Image element)，圖像元素(Picture element)，像素(Pixel)或是像素點(Pel)
+
+
+註：`像素(Pixel)使用最廣泛`
+
+
+當`f,x,y的值都是有限值`就可以稱為Digital image
+
+
+所謂的Digital image processing 就是`借助於電腦來處理數位影像(Digital image)`
+
+
+## Image analysis
+
+影像分析(Image analysis)領域介於影像處理與電腦視覺
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+1. lower-level process： 影像預處理，例如：reduce noise(降低躁度)、contrast enhancement(強化對比)、image sharpening(影像銳化)，特徵是`input 及 output都是image`
+
+2. mid-level process： 涉及Segmentation(分割)，簡化描述以提供computer做處理，特徵是`input是image，但是output是使用者感興趣的屬性(E.g: edge, contours)`
+
+3. high-level process：如影像分析中的識別物體，通常會`執行人類視覺的相關功能`
+
+
+## 電磁波譜(EM spectrum)
+
+![pic](https://www.justscience.in/wp-content/uploads/2017/05/electromagneticspectrum.jpg)
+![pic](http://people.whitman.edu/~dunnivfm/FAASICPMS_Ebook/CH1/Figures/F1_2_Electromagnetic_Spectrum.gif    )
+
+上圖是一個電磁波譜
+
+電磁波譜頻率從低到高分別為：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X-Ray、Gamma-Ray    
+
+可以看到`頻率與波長成反比`，波長越長，頻率越低；反之，波長越短，頻率越高。
+
+`電磁波的能量與頻率成正比`，即頻率越高，波長越低，能量越高，例如：X-Ray、Gamma-Ray，所以我們並不會經常照X-Ray
+
+
+### 使用案例
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+1. Gamma-Ray：nuclear medicine(核醫學)，astronomical observations(天文觀測)，可以看到越細微
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+2. X-Ray：輻射較Gamma-Ray少，可用於醫學影像，使用率最多      
+
+3. Ultraviolet(紫外線)：fluorescence microscopy(螢光顯微鏡)，檢測鈔票，凝固物品
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+4. Visible(可見光)：車牌辨識，最大的應用在遙測影像，`對於影像辨識來說，頻譜很重要`
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+5. Microwave(微波)：Radar(雷達)
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+6. Radio band(無線電波)：醫學(MRI)，天文影像
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+註：`波長越短，看到越細微；反之，波長越長，傳的越遠`
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+## 影像分類
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+1. medical image(醫學影像)，例如：Computerized tomography(電腦斷層掃描)
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+2. remote earth resources observation(遙測影像)
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+3. astronomy (天文學)
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+參考資料：
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+- [第三章影像處理之方法剖析影像處理之方法剖析](http://rportal.lib.ntnu.edu.tw/bitstream/20.500.12235/97169/3/n069473019203.pdf)
+
+- [電磁波譜](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E6%B3%A2%E8%AD%9C)