Operasi-operasi yang dilakukan di dalam pengolahan citra banyak ragamnya. Namun, secara umum, operasi pengolahan citra dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis sebagau berikut:

1. Perbaikan kualitas citra (image enhancement).
Jenis operasi ini betujuan untuk memperbaiki kualitas citra dengan cara memanipulasi parameter-parameter citra. Dengan operasi ini, ciri-ciri khusus yang terdapat di dalam citra lebih ditonjolkan.
Contoh-contoh operasi perbaikan citra:
a. Perbaikan kontra gelap/terang
b. Perbaikan tepian objek (edge enhancement)
c. Penajaman (sharpening)
d. Pemberian warna semu (pseudocoloring)
e. Penapisan derau (noise filtering)


Gambar 2.1 contoh penajaman citra (Sharpening)
2. Pemugaran citra (image restoration)
Pemugaran citra merupakan proses merekonstruksi atau mendapatkan kembali citra asli dari sebuah citra yang cacat atau terdegradasi agar dapat menyerupai citra aslinya. Pemugaran citra berkaitan dengan penghilang atau pengurangan degradasi pada citra yang terjadi karena proses akusisi. Citra degradasi yang dimaksud termasuk derau (yang merupakan error dalam nilai piksel) atau efek optik misalnya blur (citra kabur) akibat kamera yang tidak fokus atau karena gerakan kamera (Marvin, 2005).

Operasi pemugaran citra bertujuan untuk menghilangkan atau meminimumkan cacat pada citra. Tujuan pemugaran citra hampir sama dengan operasi perbaikan citra. Bedannya, pada pemugaran citra penyebab degradasi gambar dapat diketahui.
Contoh-contoh operasi pemugaran citra:
a. Penghilangan kesamaran (deblurring)
b. Penghilau derau (noise)


Gambar 2.2 contoh penghilang noise
3. Pemampatan citra (image compression)
Jenis operasi ini dilakukan agar citra dapat dipresentasikan dalam bentuk yang lebih kompak sehingga memerlukan memori yang lebih sedikit. Hal penting yang harus diperhatikan dalam pemampatan adalah citra yang telah dimampatkan harus tetap mempunyai kualitas gambar yang bagus. Contoh metode pemampatan citra adalah metode JPEG.
4. Segmentasi citra (image segmentation)
Jenis operasi ini bertujuan untuk memecah suatu citra ke dalam beberapa segmen dengan suatu kriteria tertentu. Jenis operasi ini berkaitan erat dengan pengenalan pola.
5. Pengorakan citra (image analysis)
Jenis operasi ini bertujuan menghitung besaran kuantitatif dari citra masuk untuk menghasilkan deskrpisinya. Teknik pengolahan citra mengekstraksi ciri-ciri tertentu yang membantu dalam identifikasi objek. Proses segmentasi kadangkala diperlukan untuk melokalisasi objek yang diinginkan dari sekelilingnya. Contoh-contoh operasi pengorakan citra:
a. Pendeteksian tepi objek (edge detection)
b. Ektraksi batas (boundary)
c. Representasi daerah (region)


Gambar 2.3 contoh pendeteksian tepi (Edge detection)


6. Rekonstruksi citra
Jenis operasi ini bertujuan untuk membentuk ulang objek dari beberapa citra hasil proyeksi. Operasi rekonstruksi citra banyak digunakan dalam bidang medis. Misalnya beberapa foto rontgen dengan sinar X digunakan untuk membentuk ulang gambar organ tubuh.