Sayısal görüntü işleme

Bu madde matematiksel görüntü işleme hakkındadır. Sanatsal görüntü işleme için Rötuş sayfasına bakınız.

Sayısal görüntü işleme bilgisayar algoritmaları kullanarak sayısal resimler üzerinde görüntü işlemenin gerçekleştirilmesidir. Sayısal sinyal işlemenin bir alt konusu olarak kabul edilen sayısal görüntü işleme, analog görüntü işlemeye göre birçok avantaja sahiptir. Sayısal görüntü işlemede giriş verilerine uygulanabilecek algoritmalar daha fazladır ve analog görüntü işlemeye göre işlem sırasında ortaya çıkabilecek gürültü artışı ya da sinyal bozulması gibi problemler önlenebilir. Görüntüler iki boyuttan daha fazla boyutta tanımlanabildiğinden beri sayısal görüntü işleme çok boyutlu sistemler şekline modellenebilmektedir.

Tarih

Sayısal görüntü işlemenin birçok tekniği, 1960'lı yıllarda Jet Propulsion Laboratuvarı, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Bell Laboratuvarları, Maryland Üniversitesi, ve diğer araştırma tesislerinde; uydu görüntüsü kullanan uygulamalar, tele-foto, tıbbi görüntüleme, görüntülü telefon, karakter tanıma ve fotoğraf iyileştirme gibi uygulamalar için geliştirilmiştir.^[1] O dönemin bilgisayar ekipmanları ile işleme maliyeti oldukça yüksekti. 1970'li yıllar ile birlikte değişim yaşanarak, bilgisayarların da çoğalmasıyla, bu işte kullanılan donanım daha kolay bulunur hale geldi. Artık görüntüler gerçek zamanlı olarak işlenebiliyordu, televizyon standartlarınin birbirine dönüşümündeki kullanımı buna örnek olarak verilebilir. Genel amaçlı bilgisayarlar, daha hızlı hale gelmeleri ile birlikte, sayısal görüntü işleme için özelleşmiş ve bilgisayar yoğunluklu işlemler haricinde sayısal görüntü işleme alanında yaygın kullanılır hale geldiler.

2000'li yıllarda hızlı bilgisayarın ve sinyal işleyicilerin gelişimiyle, sayısal görüntü işleme görüntü işlemenin en yaygın konusu haline gelmiştir. Genellikle hem çok amaçlı hem de en ucuz yöntem olduğu için kullanılmaktadır.

Sayısal sinyal işleme teknolojisi Space Foundation Space Technology Hall of Fame tarafından 1994 yılında tıbbi uygulamalar için kullanılmaya başlanmıştır.^[2]

Kullanım alanları

Sayısal görüntü işleme oldukça karmaşık algoritmaların uygulanmasına olanak verir, bu sayede basit konularda ileri teknoloji içeren performans sağlar ve analog için imkansız olan gerçekleştirimleri sunar.

Sayısal sinyal işlemenin kullanım alanları şu şekildedir:

• Sınıflandırma
• Özellik çıkarımı
• Örüntü tanıma
• Projeksiyon
• Çok ölçekli sinyal analizi

Sayısal sinyal işleme aşağıda belirtilen konularda da kullanılmaktadır:

• Görüntü sayısallaştırma
• Doğrusal süzgeçleme
• Temel bileşenler analizi
• Bağımsız bileşen analizi
• Saklı Markov modelleri
• Yön bağımlı(anizotropik) dağılım
• Kısmi diferansiyel denklemler
• Öz örgütlemeli haritalar
• Sinir ağları
• Wavelet

Uygulamalar

Sayısal kamera görüntüleri

Dijital kameralar, genellikle, görüntü sensöründen aldıkları işlenmemiş veriyi belirli resim dosya biçiminde renk düzeltimli görüntüye dönüştürebilen sayısal görüntü işleme mikroçiplerini bulundurur. Dijital kameralar film kameralardan farklı olarak oluşturdukları görüntüleri kalitelerini artırmak için ileri işleme tabi tutarlar. Birçok dijital kamera her fotoğraf karesi için parlaklık aralığı sunar ve görüntü histogramını göstebilir gelişmişliktedir.

Film

1973 yapımı "Westworld" sayısal görüntü işleme tekniklerinin kullanıldığı ilk filmdir.^[3]

Akıllı taşınabilir sistemler

Sayısal görüntü işleme akıllı taşınabilir sistemlerde, otomatik plaka ve trafik işaretleri tanımayı da içeren geniş bir kullanım alanına sahiptir.

Ayrıca bakınız

• Bilgisayar grafikleri
• GPGPU

Kaynakça

1. Azriel Rosenfeld, Picture Processing by Computer, New York: Academic Press, 1969
2. "Space Technology Hall of Fame:Inducted Technologies/1994". Space Foundation. 1994. 12 Mart 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20120312220512/http://www.spacetechhalloffame.org/inductees_1994_Digital_Image_Processing.html. Erişim tarihi: 7 January 2010. 
3. A Brief, Early History of Computer Graphics in Film, Larry Yaeger, 16 August 2002 (last update), retrieved 24 March 2010

Ek okumalar

• Solomon, C.J., Breckon, T.P. (2010). Fundamentals of Digital Image Processing: A Practical Approach with Examples in Matlab. Wiley-Blackwell. DOI:10.1002/9780470689776. ISBN 0470844736. 
• Wilhelm Burger and Mark J. Burge (2007). Digital Image Processing: An Algorithmic Approach Using Java. Springer. ISBN 978-1-84628-379-6. http://www.imagingbook.com/. 

• R. Fisher, K Dawson-Howe, A. Fitzgibbon, C. Robertson, E. Trucco (2005). Dictionary of Computer Vision and Image Processing. John Wiley. ISBN 978-0-470-01526-1. 

• Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods and Steven L. Eddins (2004). Digital Image Processing using MATLAB. Pearson Education. ISBN 978-81-7758-898-9. 

• Tim Morris (2004). Computer Vision and Image Processing. Palgrave Macmillan. ISBN 978-0-333-99451-1. 

• Bernd Jähne (2002). Digital Image Processing. Springer. ISBN 978-3-540-67754-3. 

• Milan Sonka, Vaclav Hlavac and Roger Boyle (1999). Image Processing, Analysis, and Machine Vision. PWS Publishing. ISBN 978-0-534-95393-5. 

Dış bağlantılar

• Görüntü işleme üzerine dersler, Alan Peters, Vanderbilt Üniversitesi.
• IPRG Görüntü işleme araştırma kaynaklarına ilişkin açık bir grup
• Bilgisayar algoritmaları ile dijital görüntü işleme
• IPOL Yazılımlarla ve web demoları ile görüntü işleme üzerine bir dergi.