画像処理（がぞうしょり）とは、画像から何らかの情報を取り出すために行われる処理全般を指す。
処理の対象としてはデジタル画像が用いられることがほとんどで、処理はコンピュータ上で行われる。取り出したい情報の特徴に応じて適切なアルゴリズムを記述することが必要となる。
画像処理の流れの一例として、画像入力－画像変換－分類 というものを挙げる。まず対象とする画像を入力し、この画像に対して変換処理を行う。変換の方法としてはさまざまなものが存在するが、基本的なものでは濃淡画像を白黒2値にする「2値化」、濃度変化から物体の境界を見出す「エッジ検出」などがよく用いられる。これらいくつもの変換処理を重ねて行うことで必要な情報の抽出を行い、最後に得られた情報の分類を行う。
画像処理が実用化されている事例として、製品の欠陥検査がある。工業製品の欠陥検査のほか、形が一様ではない農産物の選別などにも用いられる。また、ロボットが外界を認識するための方法として画像処理を用いることが考えられ、研究が進んでいる。
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