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首頁 > 計算機論文 > > 數字圖像處理技術的功能、特點及應用前景
數字圖像處理技術的功能、特點及應用前景
>2021-01-28 09:00:00


數字圖像處理技術是對圖像信息進行加工修改的過程,從誕生以來,其處理算法不斷優化,處理速度不斷加快,應用也日漸廣泛。本文主要針對數字圖像處理技術的內容、應用以及前景進行了淺顯的分析,以期為這項技術的發展提供有益參考。

一、數字圖像處理技術的內涵

數字圖像處理就是采用電子計算機或其他數字設備對圖像信息進行轉換,使之變為電信號,并對信息進行增強、提取、復原、去噪等處理的方法與技術。該技術包括圖像增強、圖像恢復、重建和圖像分割等;可以說圖像處理是對圖像數據的一種操作或者運算,一般是由計算機或者專用圖像處理硬件來實現的。我國常用的數字圖像處理技術主要有兩種,一種是光學處理法,一種是數字(電子)處理法。當前,數字圖像處理技術已經逐步完善。數字圖像處理技術與人們的生活緊密相關,如常用的數字電視、數碼照相機、數碼攝像機等所輸出的圖像都是數字圖像,即數字圖像處理技術的成果。

目前數字圖像處理已發展成為信息處理技術的一個綜合性邊緣學科,成為了信息處理的一個重要的學科分支,并與相關學科相互聯系、相互交叉。如計算機圖形學、模式識別、計算機視覺等學科的研究內容均與圖像電信號轉變、圖像數據描述、圖像信息輸出等有關,所以,它們之間各有側重而又相互補充,并在各項新理論、新技術的支持下得到了長足發展。

二、數字圖像處理技術的功能及特點

數字圖像處理技術日臻完善,其處理精度高,對圖像的再現性能好,通用性、靈活性好,能夠實現多種功能的高度復雜的運算。由于數字圖像處理技術具備以上特點,其在短短的發展歷程中就被廣泛應用。數字圖像處理技術的功能主要包括以下幾個方面:一是增強圖像的視覺效果。比如,在航空、航天拍攝的圖片通過信號傳回地球接收器的過程中,或圖像掃描等的過程中,由于傳輸介質、大氣層、聲光污染等多種原因會造成圖像模糊。這就需要利用數字圖像處理技術改善圖像的效果。二是模式識別功能。即借助計算機設備對人類的視覺、聽覺等進行自動模擬。三是圖像的重建。即通過計算機體層攝影技術對目標對象進行觀測,并重構圖像信息,從而在計算機模擬系統中進行二或三維圖像處理。

三、數字圖像處理技術的應用與前景展望

數字圖像處理技術與計算機、人工智能、專家系統、多媒體等技術的發展緊密相關,與社會生活、生產各領域的關系也日益緊密,其應用十分廣泛,并將不斷深入到現有領域及延伸至新的領域。下面僅羅列了一些應用實例,并對其未來發展進行了展望。

(一)在生物醫學中的應用

數字圖像處理技術在生物醫學方面的應用十分廣泛,在臨床診斷及病理研究中都有大量應用,如X射線層析攝影(CT)、紅、白血球分析計數、核磁共振(MRI)、x光肺部圖像增晰、心電圖分析、血管造影、染色體分析、癌細胞識別等,都使用了數字圖像處理和圖像分析技術。這些技術和設備大大提高了治療診斷水平,減輕了病人的痛苦。目前,醫學圖像處理在癌細胞自動識別、醫學圖像三維重建等方面,不斷應用數字圖像分析技術并不斷創新發展,將進一步提高醫療水平。

(二)在航空航天技術中的應用

數字圖像處理技術在航空航天中的應用非常廣泛 ,如多光譜衛星圖像分析,地形、地圖普查,天文探測及分析、衛星遙感圖像處理、飛機遙感圖像處理及校正等。這些應用推動了災害檢測、農業規劃、城市規劃、交通規劃、氣象預報等的快速進步。如使用遙感技術為森林火險等級預報、及時跟蹤火災發展情況等都提供了有效手段??梢灶A見,數字圖像處理技術在航空、衛星等方面的應用,將隨著相關技術的發展而發揮越來越大的作用。

(三)在通信工程中的應用

當前通信技術已經發展為聲音、文字、圖像和數據相結合的流媒體通信。圖像通信常見的數字視頻設備如可視電話、遠程教學、高清電視、DVD、會議電視終端、衛星電視接收器等均屬這一技術范疇。隨著高速率數據實時傳送技術、編碼技術、流媒體服務器等的發展,數字圖像處理技術將結合相關技術推動通信工程產生新的發展。

(四)在工業中的應用

數字圖像處理技術在工業工程領域中圖像處理技術有著廣泛的應用。如模具、零件制造,零件、產品無損檢測,流場分析、應力分析,電路板、紡織品質量檢查等。在工業自動化方面,可以使用機器視覺系統對生產過程進行監視和控制。此外,交通管制、機場監控、火車車皮識別等均有數字圖像處理技術的應用。在工業發展中,具備視覺、聽覺和觸覺功能的智能機器人已經應用于焊接、裝配、噴漆等工序,并將是一個重要發展領域,必將給工業生產帶來新的面貌,大大提高工作效率與工作質量,并不斷降低人們的工作強度,進一步解放生產力。

(五)其他應用

此外,數字圖像處理技術在巡航導彈地形識別、反偽裝偵察、指紋自動識別等軍事公安領域,交通監控系統建設,圖像遠距離通信、辦公自動化等多個領域均有應用,并在不斷發展??梢哉f,數字圖像處理技術仍然具有很大的發展空間,并擁有更加廣泛的應用前景。

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