Kuvankäsittelyjärjestelmiä

Kuvankäsittely on digitaalisten kuvien muokkaamista, parantamista ja analysointia tietokoneohjelmilla. Sen tavoitteena on muun muassa muuttaa kuvan laatua, poistaa kohinaa, korjata valaistusolosuhteita sekä erottua kuvan sisällöstä lisäinformaatio. Kuvankäsittely eroaa osin tietokonenäöstä, joka keskittyy kuvan sisällön ymmärtämiseen ja tulkintaan.

Keskeisiä käsitteitä ovat suodatus, kuvanparantaminen ja rekonstruktio sekä värien ja kirkkauden muokkaaminen. Tyypillisiä toimintoja ovat kirkkauden ja kontrastin säätö, denoising, terävöitys sekä tasoitus sekä koon muuttaminen, rajaukset ja värimuunnokset. Lisäksi kuvia voidaan pakata tai erotella haluttuihin alueisiin ja piirteisiin.

Algoritmeja ja tekniikkoja ovat konvoluutiopohjaiset suodattimet, reunaetsintä (esim. Sobel, Canny), histogramioperaatiot sekä väriavaruusmuunnokset. Segmentointi (k-means, Watershed), denoising-tekniikat sekä kuvanpakkausmenetelmät kuten JPEG. Taustalla tärkeitä ovat myös Fourier- ja wavelet-analyysi sekä moniresoluutioiset menetelmät.

Sovellukset vaihtelevat lääketieteestä ja teollisesta kuvankäsittelystä valokuvatuotantoon, videoprosessointiin sekä autonomisiin järjestelmiin, kuten robotiikkaan ja valvontaan. Työkaluina käytetään yleisesti OpenCV:tä, MATLABia, scikit-imagea ja ImageJ:iä. Kuvankäsittely on sekä teoreettinen ala että käytännön toteutusten perusta monilla teollisuudenaloilla.