Analiza obrazów jest procesem polegającym na wyodrębnieniu z informacji wizualnej (np. ze zdjęć lub filmów) tej części, która jest istotna z punktu widzenia użytkownika lub procesu. W odróżnieniu od metod poprawy jakości obrazu, restauracji obrazów, kodowania obrazów, wynikiem analizy obrazów jest nie obraz a dane w postaci numerycznej lub symbolicznej. Zatem analiza obrazu nie służy do poprawiania kiepskich obrazów mikroskopowych czy zdjęć, ale do wydobywania z nich istotnych informacji.
W praktyce proces przetwarzania i analizy obrazów polega najczęściej na wykonaniu szeregu operacji mających na celu przekształcenie obrazu wejściowego (szarego lub kolorowego) na obraz binarny, na którym to obrazie są poprawnie odwzorowane wszystkie interesujące nas obiekty. Obraz binarny jest punktem wyjścia do prowadzenia pomiarów. Ich dokładność zależy głównie od zgodności kształtów obiektów rzeczywistych i kształtów obiektów odwzorowanych na obrazie binarnym.
W odróżnieniu od metod poprawy jakości obrazu, restauracji obrazów, kodowania obrazów, wynikiem analizy obrazów jest nie obraz a dane w postaci numerycznej lub symbolicznej.
Nasz zmysł wzroku z pewnością przewyższa komputer w interpretacji obrazu. Komputer jest natomiast jednoznaczny w swoich decyzjach, a przyrządy służące do rejestracji obrazów mogą być czulsze od ludzkiego oka (np. ludzkie oko rozróżnia do 70 poziomów szarości, zaś przyrządy przynajmniej 256) i takie połączenie narzędzi pozwala na wykrywanie i uwypuklanie elementów obrazu tak, aby stały się one czytelne dla ludzkiego oka. Dodatkowo komputer może przeprowadzić pomiary ilościowe, czego nie jest w stanie wykonać ludzki wzrok.
Gdy obraz znajdzie się już w pamięci komputera wykorzystując odpowiednie oprogramowanie do analizy obrazów dokonuje się wydzielenia z obrazu interesujących obiektów np. na podstawie ich jasności lub barwy, buduje się charakterystyki wydzielonych obiektów poprzez pomierzenie ich parametrów geometrycznych lub radiometrycznych, klasyfikuje się obiekty na podstawie ich charakterystyk, wykonuje się analizę statystyczną uzyskanych wyników oraz przedstawia je graficznie.
Systemy komputerowej analizy obrazu mogą znaleźć zastosowanie wszędzie tam, gdzie istnieje konieczność dokonywania pomiarów planimetrycznych, stereometrycznych, morfologicznych, histochemicznych oraz analizy kształtu na obrazach mikroskopowych, ultrasonograficznych, makroskopowych i innych.
Cały proces analizy obrazu można podzielić na kilka etapów, między innymi:
1. akwizycję obrazu,
2. przekształcanie obrazu,
3. rozpoznawanie obrazu,
4. pomiary i inne analizy wykonywane na obrazach.
Programy do analizy obrazu zwykle posiadają bardzo dużo procedur przekształcających obrazy, szacuje się, że liczba użytecznych przekształceń obrazów jest rzędu kilku tysięcy. Aby racjonalnie dobierać odpowiednie dla naszych celów przekształcenia grupuje się je na podstawie cech wspólnych.
Wyróżniamy cztery grupy przekształceń:
- Przekształcenia geometryczne (przesunięcia, obroty, odbicia oraz zniekształcenia przypominające naciąganie gumowej błony);
- Przekształcenia punktowe (poszczególne punkty obrazu są modyfikowane niezależnie od tego jakich mają sąsiadów za pomocą operacji logicznych, arytmetycznych lub operacji anamorficznych – tablic LUT);
- Filtry (przekształcenia kontekstowe, których wynik zależy od modyfikowanego punktu i jego otoczenia, a modyfikacja jest wykonywana zawsze);
- Przekształcenia morfologiczne (przekształcenia których wynik zleży od modyfikowanego punktu i jego otoczenia, a modyfikacja jest wykonywana po spełnieniu konkretnego warunku np. erozja);
- Przekształcenia widmowe (transformata Fouriera).
Najbardziej złożone sposoby przetwarzania obrazów polegają na kombinacji kilku typów operacji, stosowanych jednakże kolejno (zaawansowane programy przetwarzania obrazów pozwalają na zapamiętanie wypróbowanej sekwencji przekształceń i automatyczne jej powtórzenie w odniesieniu do innych obrazów początkowych).
