王珍 四川省卫生健康宣传教育中心
随着计算机技术的不断发展，数字图像得到了广泛应用。图像与文本、音频等其他信息存储模式相比，具有更大的信息量，是一种更加直接准确的信息载体。数字图像信息能够方便地以二进制编码的形式存储于计算机中，围绕数字图像的编辑处理技术也逐渐成为图像处理研究的重中之重。图像编辑和图像增强技术是通过某些特定操作来改变图片质量、位置的，在各行各业已得到普遍运用，研究它们的基本原理有着重要意义。
一、常见图像编辑技术
众所周知，电脑中存储的图像是由很多个像素(Pixel)以矩阵的形式组成，而每一个像素即是图像矩阵中不可分割的一个单位，其本质是具有确定位置并包含亮度和色彩信息的二进制编码。图像处理软件就是通过一系列的算法以某种特定的规律来改变像素的赋值，从而完成确定的图像编辑功能。生活中我们所接触的图像处理软件众多，其中比较常见的有Adobe Photoshop、Corel Draw、In Design等，所设计的图像编辑功能也很多，例如图像缩放、图像镜像、图像旋转等，但这些软件究竟是如何对图像进行编辑的呢，下面我们将介绍不同编辑功能的实现方式。
(一)图像缩放
在计算机图像处理过程中，图像缩放(image scaling)是指对数字图像的大小进行调整的过程。图像缩放并非简单的线性变换，图中的像素在缩放前后往往会发生变化，像素点会随着缩放的进行而增加或减少，而完成这个过程就需要用到特殊的算法进行近似处理，常见的有直接赋值法和插值法。其中，直接赋值法相对简单，也叫邻域赋值，即在图像放大的过程中，将每一个像素的数值直接赋值给临近的四个像素点，这种方法虽然能够对原图信息进行最大程度保存，处理速度较快，但是容易出现锯齿状现象。相比而言，运用插值法实现图像缩放技术效果较好，插值法主要包括双线性插值和双三次插值，插值法可提升缩放图片的清晰度，但其缺点是计算量巨大，影响缩放效率。所以，图像缩放的速度与清晰度是一个此消彼长的矛盾体，在实际应用中，应当注重权衡。
(二)图像镜像变换
图像镜像变换实际上是将现有图像围绕某个固定的对称轴进行定向旋转的过程，一般有垂直、水平和自定义三种镜像。水平镜像是以图片垂直中线为对称轴，将中线两边的像素点位置以中线为轴映射到另一边。而垂直镜像是以图片水平中线为对称轴，将中线两边的像素点位置以水平中线为轴映射到另一侧。在镜像变换过程中，原有图像的大小、形状、像素数值不会被改变。
(三)图像旋转
图像旋转是一种非常常见的图像编辑技术，图像旋转一般需要以图像中心为原点，所有像素围绕原点进行一定角度的旋转。旋转后的图像像素点一般会改变，值得注意的是，为了避免图像信息丢失，在图像旋转之前，应当对图像的像素点进行整体平移，此外，旋转后的图像往往存在一些空洞点，影响图片显示效果，因此，图像旋转不仅要用到像素点坐标的几何变换，也要用到图像插值技术。
(四)图像透视
图像透视是以人眼观察方法为基础，是将三维空间的事物遵循一种特定的视觉空间变化规律展现到二维空间的平面上的过程，即在人与建筑物之间设立一个透明的铅垂面K作为投影面，人的视线(投射线)透过投影面而与投影面相交所得的图形。经过透视变换的图像具有三维的立体特征，其特点简单来说是近处的物体大，远处的物体小。由于人的视线并不是平行的，因此透视变换并不是一种线性变换，在变换过程中需要乘以特定的变换矩阵。
(五)图像仿射
图像的仿射变换有点类似于透视变换，其本质是将图像像素点坐标进行一次线性变换后平移后形成的新的向量空间。在有限维的情况，每个仿射变换可以由一个矩阵A和一个向量b给出，它可以写作A和一个附加的列b。图像仿射变换可将原图像通过一系列二维变换形成特定的利于机器识别、人眼观察的图像，已广泛应用于医学影像、智能图像识别、军事航空等领域。
二、常见图像增强技术
图像增强技术，顾名思义，它是为了适应图像应用场合而增强图像中的有用信息、改善图像质量的过程。图像增强技术是通过一些技术手段来增强图像某些特定特征，强调图片中某些感兴趣的特性，抑制不感兴趣的特征，增强图片识别效果，以满足不同场合的需求。一般来说，图像增强技术分为空间域增强法和频率域增强法两种。
(一)空域增强法
空域增强法将图像中的像素点进行特殊计算，直接对图像的灰度级做运算，从而实现特定的图像增强效果，一般包括点运算法和邻域去噪法。
在众多的空域增强算法中，直方图均衡化算法是最为经典的一种，它属于点运算算法，通过运用概率论相关理论并通过灰度计算有效均匀图像成像效果，实现图像动态范围扩大和对比度扩展。该方法需要把原图像通过灰度均分函数变换为灰度均匀分布的直方图，此时，图像的信息量达到峰值，然后利用均匀分布直方图来修正原图像，灰度直方图的累积分布函数与灰度变换函数相互关联。
值得注意的是，绝大部分的原图像的清晰度是不够的，导致细节无法完全展示，灰度分布范围较窄。此时，可以通过直方图均衡化来增大图像的灰度间距或者使图像的灰度均匀分布，以此来增大灰度反差，达到图像增强的目的。
(二)频域增强法
频域低通滤波是一种通低频阻高频的技术手段，图像在经过频域变换后，图像的边缘尖锐点以及噪点信号往往处于高频段，通过低通滤波技术可以将高频段的信号滤除，这样就可以使得图像更加平滑。频率低通滤波函数的选择应当考虑图像频域变换后能量在中心位置集中的情况。图像增强技术在航空航天、生物医学、工业生产以及公共安全等领域得到了广泛应用，对于改善图像质量发挥了极其重要的作用。随着对图像技术研究的不断深入和发展，图像增强方法也会不断进步，技术革新必将会对图像处理专业带来长足发展。
三、结语
随着电子时代的来临，电视图像编辑和增强技术在数字电视节目制作和播放过程中至关重要，是电视行业快速发展的关键和核心。经济水平的不断提高和科学技术的飞速发展为电视产业的变革提供了重要的物质基础和技术条件，电视硬件和软件水平大幅提升。电视媒体为更好地满足受众的需求，在技术上不断进步和创新。电视图像编辑人员要结合当前的新技术和时代发展的新特点，更好地发展和应用电视图像编辑和增强技术，为电视行业的发展提供强大的技术支撑。
