甘 赟

（海口經(jīng)濟學院 海南 海口 517000）

1 引言

圖像處理技術工作原理主要是把圖像信號轉變?yōu)閿?shù)字信號，運用計算機設備，對數(shù)字信息實時處理，該項技術已經(jīng)有100余年的歷史。圖像處理技術一般分為兩大類：模擬圖像處理和數(shù)字圖像處理。模擬圖像處理包括光學處理和電子處理，如照相、遙感圖像處理、電視信號處理等。數(shù)字圖像處理一般都用計算機處理或?qū)崟r的硬件處理，其優(yōu)點是處理精度高，處理內(nèi)容豐富，可進行復雜的非線性處理，有靈活的變通能力。所運用到的處理技術，主要包括幾何處理技術、圖像增強處理技術、參數(shù)處理技術、圖像復原處理技術、圖像編碼處理技術、圖像重建處理技術以及圖像識別處理技術。圖像處理技術得到較為廣泛的應用和發(fā)展，涉及領域眾多，可以顯著提升工作的質(zhì)量與效果。

2 圖像處理技術概述

2.1 圖像處理技術定義

圖像處理技術主要是把模擬圖像信號轉變?yōu)閿?shù)字信號，而后應用計算機技術將數(shù)字信號精準處理，對數(shù)字圖像開展平移、壓縮、增強以及平滑的操作方法和技術。在計算機中，按照顏色和灰度的多少可以將圖像分為二值圖像、灰度圖像、索引圖像和真彩色RGB圖像4種基本類型。大多數(shù)圖像處理軟件都支持這4種類型的圖像。

2.2 圖像處理技術分支

依照運用的領域有所不同，圖像處理技術可以劃分出較多分支，關鍵分支包含[1]：（1）圖像的數(shù)字化運用量化和采樣的模式，把模擬圖像逐漸變?yōu)檫\用計算機設備處理的數(shù)字類別。（2）圖像復原和增強，關鍵目的在于正常圖像內(nèi)可用性信息將造成的干擾消弱，促使圖像變得更為清晰，把其轉變成為更適宜的分析模式。（3）圖像編碼在保存條件之下，需要在圖像實施編碼處理，從而對圖像的信息進行壓縮，以便于對圖像進行傳輸和存儲。（4）圖像的重建關鍵是應用采集來的數(shù)據(jù)信息，對圖像進行重建。圖像重建關鍵字包含傅立葉反射投影法、代數(shù)法以及卷積反投影法。（5）模式識別。識別作用于針對圖像進行處理的首要目的，例如人臉識別、智能識別等各類識別模式?，F(xiàn)階段，模式識別方式主要包含句法結構模式、統(tǒng)計識別模式以及模糊識別模式。

3 計算機圖像處理技術應用

3.1 農(nóng)業(yè)領域

在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)工作發(fā)展的背景之下，較多的領域上都運用了計算機技術，例如，對莊稼進行實時的監(jiān)控，對病蟲害進行實時監(jiān)控等。在對農(nóng)產(chǎn)品進行加工和處理的時候，使用計算機設備對圖像技術進行處理后，才能對農(nóng)產(chǎn)品的采摘或農(nóng)產(chǎn)品加工實施自動化和智能化的操作，從而顯著降低人力資源的運用，節(jié)約成本，降低人力資源施工壓力[2]。例如，可以運用機器人進行采摘。國外已經(jīng)研究出較多的采摘機器人，例如，葡萄采摘類機器人、蔬菜采摘類機器人等。我國農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史悠久，在自動化生產(chǎn)、計算機圖像處理等方面的研究起步相對較晚，但是可以看出發(fā)展的速度相對較快。近幾年，我國對計算機處理技術在農(nóng)業(yè)采摘中的應用展開深入廣泛的研究，農(nóng)業(yè)領域?qū)⒂瓉砀玫匕l(fā)展。

3.2 生物醫(yī)學領域

圖像處理技術在生物醫(yī)學行業(yè)中的應用也較為廣泛，其具有精準性、無創(chuàng)性以及直觀性的特征，受到臨床醫(yī)學的廣泛歡迎，例如，X射線斷層掃描、CT掃描和B超圖像、彩超圖像、同位素圖像、顯微鏡圖像以及核磁共振圖像。運用計算機技術對圖像進行處理，具有較高的臨床意義，能夠做出精準判斷，可以促進臨床醫(yī)學的發(fā)展。圖像處理技術的發(fā)展，對生物醫(yī)學領域有積極的推動作用[3]。

3.3 生活領域

圖像處理技術應用在生活領域上較為常見，現(xiàn)階段的電視、LED顯示屏以及視頻等。例如，在對電視劇進行拍攝之后，需要進行后期加特效和剪輯等，從而呈現(xiàn)出鮮明和精彩的視頻畫面，計算機對數(shù)據(jù)信息進行提取和信息處理能力較為驚人，可以對圖像的色調(diào)、剪裁進行改善。圖像處理技術可以在較大程度上保障圖像的完整性與真實性。

3.4 交通領域

圖像處理技術應用在交通行業(yè)中，主要是在各個路口中設置的攝像頭，可以稱作為交通監(jiān)控系統(tǒng)，主要是運用圖像處理技術開展工作。運用該系統(tǒng)，可以對交通違法行為進行檢測，將該類行為動態(tài)化保護，以便于交通管理人員對交通進行管理。例如，若是交通事故出現(xiàn)，當事人推脫責任時，就需要對系統(tǒng)中存有的視頻錄像，對交通責任進行判定，還可以運用監(jiān)控系統(tǒng)對存在超速的車輛實施懲罰[4]。

3.5 航天與航空領域

現(xiàn)階段，世界范圍內(nèi)的各個國家都積極運用陸地衛(wèi)星獲取圖像。將圖像處理技術運用在航天以及航空技術層面上，具有較為廣闊的前景，很多國家每天都會派出大量的偵察機對地球上的各個區(qū)域進行空中攝影。然后，對拍攝出的照片實時分析與處理，運用高配置的計算機設備圖像處理系統(tǒng)，對圖像進行細致和全面的判讀與分析，不但可以降低人力資源的運用，還可以提升處理和分析的速度，同時可以在圖片內(nèi)提取獲得人工沒有辦法發(fā)現(xiàn)的較多有用性情報。所拍攝出的圖像，在成像層面、存儲層面、傳輸層面或者判讀層面上，都需要運用圖像處理技術[5]。

3.6 工業(yè)與工程領域

計算機設備在工業(yè)領域上應用較為廣泛，將其運用在工業(yè)生產(chǎn)的流水線中，對產(chǎn)品與部件設施無損檢測是圖像處理技術的關鍵性應用領域之一，其關鍵是對產(chǎn)品是否合格以及產(chǎn)品的生產(chǎn)全過程進行檢測等。圖像處理技術已經(jīng)在工業(yè)領域中廣泛應用，有關人員需要重視對圖像處理技術的深入研究，從而更好地服務社會[6]。該項技術在工業(yè)以及工程領域中運用，可以運用在自動裝配線內(nèi)零件的質(zhì)量檢測，對零部件實施分類；對印刷電路板的瑕疵和弊病進行檢查；對彈力學的照片實施細致分析等。

3.7 軍事公安領域

軍事公安領域中的圖像處理技術，主要是用在對導彈進行精準識別和指導過程中，對各類偵查出的圖片進行判讀，具有較強的存儲數(shù)據(jù)圖像傳輸以及顯示功能，還可以將各項技術運用在坦克、飛機以及軍艦模擬訓練系統(tǒng)內(nèi)[7]。而公安部門主要是對圖像進行判讀與分析，開展人臉識別指紋識別以及不完整圖像復原等工作，還可以運用在交通監(jiān)控以及事故分析環(huán)節(jié)內(nèi)。

3.8 文化藝術領域

在藝術創(chuàng)作的過程中，設計人員繪制和修改圖像的過程是十分漫長的。隨著計算機圖像處理技術的不斷發(fā)展，大大地提高了藝術創(chuàng)作的效率和質(zhì)量。設計人員借助該技術，將設計概念以數(shù)字化的形式展現(xiàn)出來。在后期作品的修復工作中，通過圖像處理技術中對作品的瑕疵進行修復，提升藝術作品的質(zhì)量和美感。

4 制約其發(fā)展的因素

4.1 處理信息量較大

隨著網(wǎng)絡普及和計算機技術的迅猛發(fā)展，圖像、視頻以及其他可視的信息被認為是表達信息最有效的方式，所以圖像的數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)快速增長的趨勢，而如何快速而且有效地處理圖像信息是研究的焦點。圖像的各像素點逐點存儲在計算機中，占用的存儲空間大。該項技術所處理的數(shù)據(jù)信息一般都為二維信息，需要處理的信息量相對較大。這就要求計算機計算速度以及存儲容量相對較高。頻帶相對較寬和語言信息相比較之下，圖片信息的頻帶需要超出語言信息頻帶的幾個數(shù)量級。

4.2 各像素相關性大

數(shù)字圖像信息中的每一個像素并不是獨立存在的，其具有較大的關聯(lián)性，在圖畫之上經(jīng)常會有很多相同像素或接近的灰度。從電視畫面上分析來看，同一行內(nèi)相鄰較近的像素，或者是相鄰兩行像素其存在的關系系數(shù)可以達到0.9左右[8]?？梢钥闯鰣D像處理類的信息，壓縮潛力是較大的。壓縮就是盡可能地去掉各種冗余，保留真正有用的信息。圖像中冗余信息，包括信息的冗余，如空間冗余、信息熵冗余、視覺冗余等。在同等通信容量下，將圖像壓縮后再傳輸，可使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量變小，也就可以減輕信道的負擔。

4.3 無法實現(xiàn)三維景圖全部集合信息的復現(xiàn)

因為圖像作為三維鏡圖中的二維投影，一幅照片自身并不具有處理三維景物的能力?？梢钥闯鋈S景象部分信息不能夠在二維圖像畫面中反映出，對此，需要對三維景物進行理解和分析，必須要做出假定，亦或是加入新的測繪量。

4.4 受人為因素的影響較大

在對數(shù)字圖像進行處理之后，一般都需要人工進行評價和觀測，所以會受到較大的人為因素影響。因為人視覺系統(tǒng)較為復雜，將會受到視覺性的條件、環(huán)境以及興趣愛好的影響，這就需要對圖像質(zhì)量進行深入評價。計算機視覺作為模仿人視覺的一種人感觀機理，會受計算機視覺的影響，需要更加深入的研究。

5 結語

綜上所述，圖像處理技術是新型技術之一，在應用層面上需要不斷提升。圖像處理技術精準度、分辨率較高、速度比較快，受到廣泛的重視，在較多領域中具有不可替代的作用。未來該項技術若更廣泛地應用于各領域中，還需要相關人員不斷進行探究與運用。