对数字图像处理技术的浅析
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作者: 胡晓川
【摘 要】数字图像处理技术就是把图像中的信号转化成数字信号，利用计算机进行处理的技术。在一定程度上，数字图像技术的发展可以说与计算机的发展同步，数字图像的应用领域也越来越越广泛，目前已经应用到了广告摄影创作、视听资料、地质勘探、公安领域、智能交通以及航空航天、医学等众多领域，在各领域军不断实现着突破。文章从数字处理技术的内容和特点出发，对其在广告摄影创作、视听资料、公安领域及智能交通等领域的应用进行研究，并对其发展进行展望。
【关键词】数字图像处理；内容；特点；关键技术；应用；展望
【中图分类号】TP391.41【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0129-02
1.数字图像处理技术的内容及特点
1.1 研究内容
不管应用到哪个领域的图像处理图像数据都要输入、加工和输出图像，其研究内容：
（1）获取、表示和表现图像――把图像信号转化为计算机可以识别的形式，并把数字图像显示和表现出来。
（2）图像复原――已知图像发生退化的缘由时，对图像进行修复，关键是建立退化模型。复原是以模型和数据的图像恢复为基础，消除退化的影响。
（3）图像增强――对图像质量的常规改善。当不知道图像退化原因时，还可用此技术比较主观的改善图像。
（4）图像分割――人类视觉系统可以轻松地将观察到的对象区分开来，但计算机却很难。分割的基本问题目前是将各种方法融合使用，以此提高处理的质量。
（5）图像分析――检测和测量图像中的目标，获取其客观信息，是从图像到数据的过程。
（6）图像重建――指从数据到图像的处理。
（7）图像压缩编码――为减少数据容量、降低数据率、压缩信息量，在不影响其效果的前提下减少图像的数据量。
1.2 数字图像处理技术的特点
（1）图像再现性好――不会因为对图像的变换操作而影响到图像质量；
（2）图像处理精度高――可以将图像数字处理为任意大小的数组；
（3）适用面宽――来自不同信息源的图像被变换为数字编码形式后，都可以用数组来体现灰度图像。
（4）灵活性高――图像处理可完成线性及非线性处理。
2.应用领域
数字图像处理技术被应用到越来越多的领域中，如医疗保健、航空航天、交通通信、军事、工业、农业、林业等。下面选取几方面进行分析：
（1）试听资料证据――视听资料证据是重要的诉讼证据，在司法诉讼活动中发挥着越来越重要的作用，数字图像处理技术是视听资料证据中图像证据资料技术性司法鉴定的常用手段，是图片原始性、真伪性、相关性认定的基本方法，如名捕监控录像模糊图像处理系统，该系统是手印、足迹、枪弹痕迹、工具痕迹、印章检验、文件检验以及录像带处理等痕检、文检、视频图像处理工作的必备工具；以及实时视频降噪仪，能够实时处理现场录像流，增强视频的清晰度，该在录像安全系统中加强监视录像的清晰度，或者在警方实地调查拍摄录像后回到警署再进行降噪。
（2）电子商务――当前的电子商务中，图像处理技术也大有可为，如身份认证、产品防伪和水印技术等。
（3）军事公安领域――军事的目标是侦察、制导和警戒系统和自动灭火器的控制及反伪装；公安部门的现场照片、指纹、手迹、印章和人像等的处理和辨识；历史文字和图片档案的修复和管理等。而数字图像处理技术将数码摄影和图像处理技术结合起来以其独特的优势在公安领域中逐步开始担当重任，在刑事摄影、档案管理、痕迹检验、文件检验、法医、物证提取以及公安教学或宣传中发挥着巨大作用，为广大的公安人员开阔了视野、拓展了思维空间，为执法的公正性提供了有力保证，应用提高了工作效率，减少了人、财、物的消耗，大大提高了工作效率。
（4）智能交通――图像处理具有算法柔性大、适应能力强等特点，在智能交通系统中取得了广泛的应用价值，例如车牌识别（车牌定位、车牌倾抖校正与字符分割、车牌字符识别变换等）和车辆检测与跟踪系统（包括感兴趣区域提取、车辆检测、车辆跟踪等），智能车辆导航、车型识别、交通控制等。
（5）航空航天通信――包括图像传输、电视电话和视会议等，主要是进行图像压缩甚至理解基础上的压缩。
（6）遥感技术――航空航天和卫星摇撼图像获取中和获取后都要用图像处理技术进行加工处理，提取出有利用价值的信息。主要用来对地形地质、矿藏资源搜索以及农业、水利、森林和海洋等资源调查研究，对自然灾害进行预测预报、检测环境污染、处理气象卫星云图以及识别地面军事目标。
（7）生物医学领域――图像处理在医学界的应用非常广泛，图像处理首先应用于细胞分类、染色体分类和放射图像等，临床诊断和病理研究中都大量接住了图像处理技术。它的直观、安全方便、无创伤的优点受到医生和患者的青睐。
（8）工业生产中的应用――在生产线中对产品及部件进行无损检测
（9）机器人视觉――机器视觉相当于智能机器人的重要感觉器官，可以对三维景物进行理解，医院、工厂、邮政以及家庭中的智能机器人，识别和定位装配线工件，太空机器人的自动操作。
（10）视频及多媒体系统――目前，电视制作系统中广泛使用图像处理、变换和合成技术，使电视效果更佳。在多煤体系统中广泛使用静止图像和动态图像的采集、处理、存储、传输和压缩，以达到使用者的目的。
（11）科学可视化――图像处理和计算机图形学的紧密结合，使科学研究得各个领域有了更为新颖的研究工具。
（12）宇宙探测――由于探索太空的需要和太空技术的快速发展，需要用数字处理技术来处理从外太空获取的大量星体照片。
（13）地质勘探――近年来发展起来的以数字图像处理技术为基础、综合多门学科知识的地学信息处理新技术的多源地学信息综合图像处理，使用一些特定的图像处理方法，实现了多源地学信息综合图像处理，用来辅助地质填图，构造地质研究，进行寸产资源的预测和评估，成为当前地质工作者正在研究和探讨的一个问题。
由图像处理技术在以上几个领域中的应用可以看出，图像处理技术在各领域中的重要程度：计算机图像生成技术在航空航海中可以充当仿真训练系统，还可以应用到广告和动画制作，跟友人将其应用到网游中；图像传输与通信还可在多媒体教学、网络视频领域得到广泛应用；在医学上，医学图像处理和材料分析也日益重要，如超声成像、X光成像、Y光成像以及核磁共振成像，对医生工作产生了巨大的辅助；图像跟踪和光学制导在战略技术武器中发挥了重要作用。
3.发展方向
随着计算机的发展，图像处理技术将越来越成熟，对各领域的影响也越来越大，总的来说，图像处理技术的发展有以下几个趋势：
（1） 在目前的基础上，图像处理速度越来越快，分辨率越来越高，多媒体应用光来月广泛，标准化、立体化程度越来越高，并产生智能化的趋势；
（2） 在目前二维基础上将出现多维成像的趋势；
（3） 芯片广泛运用到图像处理技术中，使用起来更加方便；
（4） 将出现新的算法与理论。
图像处理技术在各个领域的应用与发展，大大降低了相应领域的工作难度，效率更高，质量也无可挑剔，使人类受益匪浅。日后图像处理技术将进一步根据人类需求，在相关科研人员的努力奋斗下而实现新的突破，在更为广阔的领域造福人类事业。
参考文献
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