Przetwarzanie obrazu to fizyczny proces używany do konwersji sygnału obrazu, cyfrowego lub analogowego, na fizyczny obraz. Sam wynik może być rzeczywistym obrazem fizycznym lub charakterystyką obrazu. Najpopularniejszym typem jest fotografia, w której obraz jest rejestrowany za pomocą aparatu w celu utworzenia obrazu cyfrowego lub analogowego. W celu wytworzenia fizycznego obrazu, obraz jest przetwarzany przy użyciu odpowiedniej technologii opartej na typie źródła wejściowego.
W fotografii cyfrowej obraz jest przechowywany jako plik komputerowy. Ten plik jest tłumaczony za pomocą oprogramowania fotograficznego w celu wygenerowania rzeczywistego obrazu. Kolory, cienie i niuanse są rejestrowane w momencie robienia zdjęcia, a oprogramowanie przekłada te informacje na obraz.
Podczas tworzenia obrazów przy użyciu fotografii analogowej obraz jest wypalany na kliszy za pomocą reakcji chemicznej wywołanej kontrolowaną ekspozycją na światło. Jest przetwarzany w ciemni, przy użyciu specjalnych środków chemicznych do stworzenia rzeczywistego obrazu. Proces ten ma coraz mniejszą popularność ze względu na pojawienie się fotografii cyfrowej, która wymaga mniej wysiłku i specjalnego przeszkolenia do wykonywania zdjęć.
Oprócz fotografii istnieje wiele innych operacji przetwarzania obrazu. Dziedzina obrazowania cyfrowego stworzyła całą gamę nowych aplikacji i narzędzi, które wcześniej były niemożliwe, w tym rozpoznawanie twarzy, obrazowanie medyczne. i teledetekcja. Do ulepszania i poprawiania obrazów wykorzystywane są specjalistyczne programy komputerowe. Programy te stosują algorytmy do rzeczywistych danych i są w stanie zredukować zniekształcenia sygnału, rozjaśnić rozmyte obrazy i dodać światło do niedoświetlonego obrazu.
Techniki cyfrowego przetwarzania obrazu zostały po raz pierwszy opracowane w 1960 roku dzięki współpracy szerokiego grona naukowców i akademików. Głównym celem ich pracy było opracowanie obrazowania medycznego i rozpoznawania znaków oraz tworzenie wysokiej jakości obrazów na poziomie mikroskopowym. W tym okresie koszty sprzętu i przetwarzania były zaporowo wysokie.
Ograniczenia finansowe miały poważny wpływ na głębokość i zakres rozwoju technologii, który można było przeprowadzić. Do lat 1970. koszty sprzętu komputerowego znacznie spadły, czyniąc przetwarzanie cyfrowe bardziej realistycznym. Firmy filmowe i programistyczne zainwestowały znaczne środki w rozwój i udoskonalenie tej technologii, tworząc nową branżę.
Cyfrowe przetwarzanie obrazu ma trzy główne zalety: niezmiennie wysoką jakość obrazu, niski koszt przetwarzania oraz możliwość manipulowania wszystkimi aspektami procesu. Dopóki szybkość przetwarzania komputera będzie rosła, a koszt pamięci masowej będzie spadał, dziedzina prawdopodobnie będzie się rozwijać.