Algoritma pemrosesan gambar menggunakan algoritma komputer untuk memanipulasi perangkat keras dan perangkat lunak untuk menghasilkan kontrol yang lebih besar atas pemrosesan gambar daripada yang pernah dimungkinkan dengan pemrosesan gambar analog. Mereka ditulis dalam beberapa bahasa dan menggunakan algoritma yang berbeda sesuai dengan kegunaan dan tujuannya. Pemrosesan gambar mencakup lebih dari sekadar pemrosesan gambar yang diambil dengan kamera digital, sehingga algoritma yang digunakan dikembangkan untuk pemrosesan pemindaian magnetic resonance imaging (MRI) dan computed tomography (CT), pemrosesan citra satelit, analisis mikroskopis dan forensik, robotika dan banyak lagi. Algoritma untuk pengolahan citra terbagi dalam beberapa kategori, seperti penyaringan, konvolusi, operasi morfologi dan deteksi tepi. Fungsi-fungsi ini telah sangat memperluas pemrosesan gambar sejak 1980-an karena proliferasi perangkat keras komputer menjadi mungkin karena perangkat keras menjadi lebih terjangkau untuk rata-rata bisnis atau rumah tangga.
Dalam pengoperasian kamera digital pribadi dan profesional, algoritma canggih menutupi kekurangan gambar yang diambil melalui interpolasi warna. Hal ini dilakukan dengan memeriksa piksel yang berdekatan dan piksel yang lebih jauh di belakang gambar untuk menjaga agar warna palsu, yang dikenal sebagai aliasing warna, tidak muncul dalam gambar, yang menyebabkan penurunan dari realitas gambar yang difoto. Pemrosesan foto digital memungkinkan pengurangan noise dan distorsi sinyal pada gambar digital, dan algoritme dapat memproses gambar dua dimensi, tiga dimensi, dan empat dimensi ke dalam format yang dapat dengan mudah disimpan dan dimanipulasi.
Algoritme pengenalan karakter optik digunakan oleh tim pengawasan dan personel penegak hukum untuk membaca pelat nomor dari sistem kamera sirkuit tertutup atau kamera yang dipasang di jalan. Algoritma ini harus cukup rumit untuk membuat penyesuaian kecepatan kendaraan yang dikejar, kondisi cuaca dan sudut pandang untuk membuat karakter plat nomor mudah dibaca. Algoritma pemrosesan gambar juga digunakan dalam pengembangan jaringan saraf dan wavelet dengan menggunakan algoritma pengenalan karakter optik yang digunakan dalam perangkat lunak pengenalan tulisan tangan. Algoritma pengenalan gambar ini menafsirkan catatan tulisan tangan, diagram, foto dan persamaan dan memprosesnya menjadi terjemahan kontekstual untuk penyimpanan dan transmisi antara berbagai perangkat keras.
Dalam kedokteran, algoritme pemrosesan gambar terus disempurnakan dan diperluas untuk menggunakan algoritme linier dan kurva bersama-sama dengan formulasi transformasi jarak untuk mencapai detail yang lebih besar, bersama dengan koreksi geometrik untuk memberikan gambar pindaian yang akurat dari tomografi positron dan MRI. Dalam forensik dan mikroskopis, algoritme dekonvolusi yang sederhana dan kompleks telah memungkinkan ahli mikroskop untuk mengurangi kekaburan dan menghasilkan resolusi gambar yang tepat. Dalam mamografi digital, beberapa algoritma pemrosesan gambar digunakan untuk memberikan gambaran yang jelas tentang setiap lesi, tepi dan densitas lesi, dan untuk lebih jelas mendefinisikan tumor apa pun yang terlihat. Aplikasi medis ini terus dikembangkan tetapi memberikan gambaran yang lebih benar untuk informasi diagnosis dan prognosis yang dibutuhkan komunitas medis.