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1.1 研究背景
人的眼睛接收图像才使我们看到和认知这个世界。随着科技水平的发展，我们发现让计算机像我们的人眼一样具有认知事物的能力也逐渐充满了可能。但是我们要知道使计算机成为人眼可不是一件容易的事儿，我们都生活在一个具有三个文度（3D）的空间世界里，可是如果让计算机尝试分析三文空间的物体的话，我们可利用的视觉传感器通常只能呈现二个文度（2D）的视觉图像，正是因为这个从高文度向低文度的映射，所以会导致信息数据的巨大丢失。如果再考虑我们生活中普遍的运动场景，那么让计算机模拟人眼的难度就更大了。计算机视觉理解通常包含两个层次，即低层次的图像处理以及高层次的图像理解。
低层次的图像处理基本不使用关于图像内容的知识[1]。低层次图像处理一般指的是不针对图像内容的一些通用的技术处理，例如边缘提取、图像压缩以及边缘锐化等处理技术。低层次图像处理过程一般是对图像的各像素点的亮度进行处理。摄像机拍摄图像是一个两个文度的图像，可以用一个以各像素点亮度为变量的函数进行表示。如果需要借助计算机进行图像处理，那么这些各像素点的亮度值将需要被数字化。在计算机中这些被数字化的亮度值组成矩阵形式，然后运用相关算法对像素矩阵进行相关运算就实现了对图像的低层次处理。
高层次的图像理解就是让高层计算机模仿我们人类的认知并根据图像中的内容信息做出相关决策进行回应。一个比较典型的应用领域就是人工智能。在高层次图像理解应用领域中，高层计算机会根据我们人类的各种认知习惯，对图像内容做出相应的反馈。
由于信息的爆炸式增长以及计算机的普及，人们对一种简便、实时而且快速的图像处理方法的需求愈来愈强烈。因此产生了数字图像并得到了迅速发展。尽管我们人类能感知的图像是模拟图像，但为了图像的快速传输和快速处理，数字图像已经发展成了相当大的一块市场。各种AD转换和DA转换蓬勃发展也是为了均衡人眼对模拟图像的认知和我们对数字图像的处理。我们知道，形成图像的关键就是在各像素上有着不同亮度的亮度值，也称灰度值。黑白图像是白光的灰度值不同形成的；彩色图像是亮度值不同的红色、绿色和蓝色三中颜色在同一像素点合成而形成的。数字图像，也称数位图像，是一种用矩阵表示的二文图像，矩阵中的每个元素表征图像某个像素的亮度值。那么同理彩色图像就是利用红绿蓝三个颜色矩阵进行表示。数字图像大大降低了我们对图像进行处理的难度，同时也为我们提供了更多的处理方法和可能。本论文就介绍了一套利用微软官方VFW（Video for Windows）软件包开发编写一个实时图像采集与处理平台来进行实时图像采集与处理。
1.2 发展趋势
当前随着拍照设备蓬勃发展，各种手机、平板和摄像机飞速发展，摄像已经成了一门越来越受到人们关注的学科。这点从各大高校均有开设有关摄像的课程就可见一斑。由于摄像设备的发展，人们不再像之前那样对影楼和摄像师有着一种神秘感。现如今，只要拿起我们身上的手机、PAD等设备，我们每个人都是一位摄像师。经常在各种社区朋友圈和贴吧论坛中，都能看到一些朋友拍的照片。而且各大手机厂商也越来越看重手机的相机功能，他们在相机中加入了诸如美颜、夜拍和光学防抖等诸多实用的图像处理功能。由此可见图像采集与处理技术还具有相当大的潜力和市场。除此之外，图像采集与处理技术还应用在许多其它的领域。例如航天技术，我国的无人航天探测器“玉兔”号对月球进行探测计划中，我们都是通过“玉兔”号探测器的摄像头采集的照片和拍摄的视频才得以近距离看到月球的。又如在生物医学工程中，我们经常需要进行X光扫描来获取我们身体内部的一些信息来让医生进行诊断，这个X光扫描过程本身也就是一个图像采集的过程。再如我们的全球定位系统，不论是GPS，亦或是我国自主研发的“北斗”，都是利用到了卫星对我们地面的图像采集与分析处理。就算是最新的谷歌刚推出的街景车，这也是一个对我们周边街道建筑进行图像采集并收库的过程。由此可见，生活中应用到图像采集与处理相关技术的行业数目众多且仍然有很大发展潜力。在此我们可以肯定的事图像采集与处理相关技术在很多领域都是前景大好，未来市场也呈现一片欣欣向荣的姿态。
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