数字图像处理面面观

数字图像处理面面观【摘要】：图像处理技术呈现出较为明显的发展趋势,了解和掌握图像处理技术的概念和技术发展特点对做好图像处理工作具有前瞻性的指导意义。【关键词】：图像处理；视频图像；网络数据库图像是人类获取和交换信息的主要来源，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。随着人类活动范围的不断扩大，图像处理的应用领域也将随之不断扩大。1.数字图像处理的概念数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。2.数字图像处理主要研究的内容2.1图像变换由于图像阵列很大，直接在空间域中进行处理，涉及计算量很大。因此，往往采用各种图像变换的方法，目前新兴研究的小波变换在时域和频域中都具有良好的局部化特性，它在图像处理中也有着广泛而有效的应用。2.2图像编码压缩图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量，以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量。编码是压缩技术中最重要的方法，它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术。2.3图像增强和复原图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量，如去除噪声，提高图像的清晰度等。图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解，一般讲应根据降质过程建立”降质模型”，再采用某种滤波方法，恢复或重建原来的图像。2.4图像分割图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来，其有意义的特征有图像中的边缘、区域等，这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础，是目前图像处理中研究的热点之一。2.5图像描述图像描述是图像识别和理解的必要前提。作为最简单的二值图像可采用其几何特性描述物体的特性，一般图像的描述方法采用二维形状描述，它有边界描述和区域描述两类方法。2.6图像分类（识别）图像分类（识别）属于模式识别的范畴，其主要内容是图像经过某些预处理（增强、复原、压缩）后，进行图像分割和特征提取，从而进行判决分类。图像分类常采用经典的模式识别方法，有统计模式分类和句法（结构）模式分类，近年来新发展起来的模糊模式识别和人工神经网络模式分类在图像识别中也越来越受到重视。3.数字图像处理的应用数字图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就，属于这些领域的有航空航天、生物医学工程、工业检测、机器人视觉、公安司法、军事制导、文化艺术等，使图像处理成为一门引人注目、前景远大的新型学科。3.1航天和航空技术方面的应用数字图像处理技术在航天和航空技术方面的应用，除了对月球、火星照片的处理之外，另一方面的应用是在飞机遥感和卫星遥感技术中。现在世界各国都在利用陆地卫星所获取的图像进行资源调查（如森林调查、海洋泥沙和渔业调查、水资源调查等），灾害检测（如病虫害检测、水火检测、环境污染检测等），资源勘察（如石油勘查、矿产量探测、大型工程地理位置勘探分析等），农业规划（如土壤营养、水份和农作物生长、产量的估算等），城市规划（如地质结构、水源及环境分析等）。在气象预报和对太空其它星球研究方面，数字图像处理技术也发挥了相当大的作用。3.2生物医学工程方面的应用数字图像处理在生物医学工程方面的应用十分广泛，而且很有成效。除了ct技术之外，还有一类是对医用显微图像的处理分析。此外，在x光肺部图像增晰、超声波图像处理、心电图分析、立体定向放射治疗等医学诊断方面都广泛地应用数字图像处理技术。3.3通信工程方面的应用当前通信的主要发展方向是声音、文字、图像和数据结合的多媒体通信。其中以图像通信最为复杂和困难，因图像的数据量十分巨大，如传送彩色电视信号的速率达100mbit/s以上。要将这样高速率的数据实时传送出去，必须采用编码技术来压缩信息的比特量。目前国内外正在大力开发研究新的编码方法，如分行编码、自适应网络编码、小波变换图像压缩编码等。3.4工业和工程方面的应用在工业和工程领域中图像处理技术有着广泛的应用，如自动装配线中检测零件的质量、并对零件进行分类，印刷电路板疵病检查，弹性力学照片的应力分析，流体力学图片的阻力和升力分析，邮政信件的自动分拣，在一些有毒、放射性环境内识别工件及物体的形状和排列状态，先进的设计和制造技术中采用工业视觉等等。3.5文化艺术方面的应用目前这类应用有电视画面的数字编辑，动画的制作，电子图像游戏，纺织工艺品设计，服装设计与制作，发型设计，文物资料照片的复制和修复，运动员动作分析和评分等等，现在已逐渐形成一门新的艺术--计算机美术。4.数字图像理技术的发展特点4.1图像处理的网络化图像处理技术和计算机技术密不可分,随着计算机技术的超高速发展,图像处理系统的更新换代速度也明显加快。在众多新技术中,图像处理网络化的影响无疑是巨大的。知识的挖掘、图像的浏览、基于内容的查询、以网络为中心的系统结构等挑战性的新课题不断涌现,网络化使图像处理技术提高到了一个新高度。4.2图像处理的复杂化图像处理的疑难问题很多且极其复杂,如散焦和运动模糊图像对图像的损伤较大,给图像复原造成了很大困难,特别是集散焦、运动、高噪声、低清晰度于一身的复合型模糊图像,其复原的难度使研究人员望而却步。4.3处理速度的高速化作为计算机重要应用的图像处理技术,在处理速度上将呈现出什么样的发展规律,目前还未见相关的研究报道。不言而喻,图像处理的速度受多方面条件的制约,其水平也是针对特定环境、特定时期而言的。参考文献[1]苏光大.图像并行处理技术[M].北京:清华大学出版社,2002.[2]姚松.基于DSP的光电成像系统数字对焦技术研究[D].华中科技大学,2005.[3]成云霞.基于图像处理的光热成像辐射测量技术[D].南京航空航天大学,2006.[4]张博.基于边缘检测的细胞图像分割方法研究与实现[D].武汉理工大学,2006.[5]吴炯星.OFDM与小波(提升)多通道调制性能比较分析[D].北京邮电大学,2006.[6]薛慧.基于小波与小波包分析的CT图像去噪增强研究[D].山东大学,2006.[7]姜政.基于小波变换的分形图像压缩算法研究[D].山东大学,2006.