數(shù)字圖像處理技術的淺析論文(2)
數(shù)字圖像處理技術的淺析論文篇二
《數(shù)字圖像處理技術的應用前景探索》
【摘 要】數(shù)字圖像處理技術是指將圖像信號轉換成數(shù)字信號并利用電腦對信號進行處理的一種技術手段。本文對數(shù)字圖像的優(yōu)點、數(shù)字圖像處理的特點、數(shù)字圖像處理的應用等方面進行了研究，對應用前景進行了深入的分析。
【關鍵詞】數(shù)字圖像技術 數(shù)字圖像處理 應用
一、數(shù)字圖像的優(yōu)點
(一)再現(xiàn)性好。數(shù)字圖像處理與模擬圖像處理的根本不同在于，它不會因圖像的存儲、傳輸或復制等一系列變換操作而導致圖像質量的退化。只要圖像在數(shù)字化時準確地表現(xiàn)了原稿，則數(shù)字圖像處理過程始終能保持圖像的再現(xiàn)[2] 。
(二)處理精度高。按目前的技術，幾乎可將一幅模擬圖像數(shù)字化為任意大小的二維數(shù)組，這主要取決于圖像數(shù)字化設備的能力。現(xiàn)代掃描儀可以把每個像素的灰度等級量化為16位甚至更高，這意味著圖像的數(shù)字化精度可以達到滿足任一應用需求。對計算機而言，不論數(shù)組大小，也不論每個像素的位數(shù)多少，其處理程序幾乎是一樣的。換言之，從原理上講不論圖像的精度有多高，處理總是能實現(xiàn)的，只要在處理時改變程序中的數(shù)組參數(shù)就可以了?；叵胍幌聢D像的模擬處理，為了要把處理精度提高一個數(shù)量級，就要大幅度地改進處理裝置，這在經(jīng)濟上是極不合算的。
(三)適用面寬。圖像可以來自多種信息源，它們可以是可見光圖像，也可以是不可見的波譜圖像(例如X射線圖像、射線圖像、超聲波圖像或紅外圖像等)。從圖像反映的客觀實體尺度看，可以小到電子顯微鏡圖像，大到航空照片、遙感圖像甚至天文望遠鏡圖像。這些來自不同信息源的圖像只要被變換為數(shù)字編碼形式后，均是用二維數(shù)組表示的灰度圖像(彩色圖像也是由灰度圖像組合成的，例如RGB圖像由紅、綠、藍三個灰度圖像組合而成)組合而成，因而均可用計算機來處理。即只要針對不同的圖像信息源，采取相應的圖像信息采集措施，圖像的數(shù)字處理方法適用于任何一種圖像。
(四)靈活性高。圖像處理大體上可分為圖像的像質改善、圖像分析和圖像重建三大部分，每一部分均包含豐富的內容。由于圖像的光學處理從原理上講只能進行線性運算，這極大地限制了光學圖像處理能實現(xiàn)的目標。而數(shù)字圖像處理不僅能完成線性運算，而且能實現(xiàn)非線性處理，即凡是可以用數(shù)學公式或邏輯關系來表達的一切運算均可用數(shù)字圖像處理實現(xiàn)。
二、數(shù)字圖像處理的特點
(一)數(shù)字圖像處理的信息大多是二維信息，處理信息量很大。如一幅256×256低分辨率黑白圖像，要求約64kbit的數(shù)據(jù)量;對高分辨率彩色512×512圖像，則要求768kbit數(shù)據(jù)量;如果要處理30幀/秒的電視圖像序列，則每秒要求500kbit～22.5Mbit數(shù)據(jù)量。因此對計算機的計算速度、存儲容量等要求較高[4]。
(二)數(shù)字圖像處理占用的頻帶較寬。與語言信息相比，占用的頻帶要大幾個數(shù)量級。如電視圖像的帶寬約5.6MHz，而語音帶寬僅為4kHz左右。所以在成像、傳輸、存儲、處理、顯示等各個環(huán)節(jié)的實現(xiàn)上，技術難度較大，成本亦高，這就對頻帶壓縮技術提出了更高的要求。
(三)數(shù)字圖像中各個像素是不獨立的，其相關性大。在圖像畫面上，經(jīng)常有很多像素有相同或接近的灰度。就電視畫面而言，同一行中相鄰兩個像素或相鄰兩行間的像素，其相關系數(shù)可達0.9以上，而相鄰兩幀之間的相關性比幀內相關性一般說還要大些。因此，圖像處理中信息壓縮的潛力很大。
(四)由于圖像是三維景物的二維投影，一幅圖像本身不具備復現(xiàn)三維景物的全部幾何信息的能力，很顯然三維景物背后部分信息在二維圖像畫面上是反映不出來的。因此，要分析和理解三維景物必須作合適的假定或附加新的測量，例如雙目圖像或多視點圖像。在理解三維景物時需要知識導引，這也是人工智能中正在致力解決的知識工程問題。
三、數(shù)字圖像處理的應用
圖像是人類獲取和交換信息的主要來源，因此，圖像處理的應用領域必然涉及到人類生活和工作的方方面面，主要包括：
(一)航天和航空技術方面的應用。數(shù)字圖像處理技術在航天和航空技術方面的應用，不僅應用于對月球、火星照片的處理，還應用于飛機遙感和衛(wèi)星遙感技術中。例如，LANDSAT系列陸地衛(wèi)星，采用多波段掃描器(MSS)，在900km高空對地球每一個地區(qū)以18天為一周期進行掃描成像，其圖像分辨率大致相當于地面上十幾米或100米左右。這些圖像在空中先處理(數(shù)字化，編碼)成數(shù)字信號存入磁帶中，在衛(wèi)星經(jīng)過地面站上空時，再高速傳送下來，然后由處理中心分析判讀。這些圖像無論是在成像、存儲、傳輸過程中，還是在判讀分析中，都必須采用很多數(shù)字圖像處理方法。
(二)通信工程方面的應用。主要應用于聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)結合的多媒體通信。例如，將電話、電視和計算機以三網(wǎng)合一的方式在數(shù)字通信網(wǎng)上傳輸。
(三)軍事應用。在軍事方面圖像處理和識別主要用于導彈的精確末制導，各種偵察照片的判讀，具有圖像傳輸、存儲和顯示的軍事自動化指揮系統(tǒng)，飛機、坦克和軍艦模擬訓練系統(tǒng)等。
四、結語
隨著數(shù)字技術、成像技術、計算機技術的不斷研制和開發(fā)，其模糊模式識別和人工神經(jīng)網(wǎng)絡模式分類在圖像識別中也越來越受到重視。數(shù)字圖像處理技術，在今后的國家現(xiàn)代化建設、航天航空、通信、軍事應用等領域，必將發(fā)揮更大的作用
參考文獻：
[1]王繼軍，張顯全，張軍洲，韋月瓊.一種新的數(shù)字圖像分存方法[J].計算機工程應用，2007，31：79～81
[2]郭武，張鵬，王潤生.獨立分量分析及其在圖像處理中的應用現(xiàn)狀[J].計算機工程應用，2008，23：172～177
[3]秦晴，楊曉元，王育民，王志剛.一種新的數(shù)字圖像隱秘檢測方案[J].計算機工程應用，2004，32：73～75
[4]閆偉齊，丁瑋，齊東旭.一種基于動直線的多幅圖像分存方法[J].軟件學報，2000，(9)：1176～1180
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