信息技术 ２０１３年第ｌ７期『科技创新与应用 数字图像处理的研究与应用 丛申 唐敏 （塔里木大学信息工程学院，阿拉尔８４３３００） 摘要：机器视觉依赖于摄像头的信息采集与对获得的图像信息的处理，本文对数字图像信息处理的优点与方法进行了简单的 介绍，对其应用领域中的作用进行了描述。 关键词：数字图像处理；图像重现；特征提取 和边界描述，主要应用于对图像的二维纹理进行描述。 ３．６图像分类（识别），图像分类（识别）主要是将预处理（增强、 复原、压缩）过的图像信息特征提取，从而进行判决分类的过程。图 像分类包括有统计模式分类和句法（结构）模式分类两种模式识别 １图像处理目的 利用采集装置采集的数字图像需要经过处理以达到提高图像 的视觉质量以供人眼主观满意的效果。而且利于提取图像中目标的 某些特征，以便于计算机分析或机器人识别。既能实现信息的可视 化，也实现了信息安全的需要＿ｌＪ。在大量的图像采集过程中为了存储 和传输庞大的图像和视频信息，常常需要对这类数据进行有效的压 缩。 ２数字图像处理的优点 ２．１重现性能好，数字图像处理在进行传输、存储、复制等处理 中不会失真，从而能良好的保持原稿，由此可以实现良好的实现数 字图像的再现。 ２．２数字化处理精度高，数据处理技术高速发展的今天，运用高 能力的处理设备与技术，几乎可以把一副模拟图像处理为任意的二 维数组。从原理上讲，只要在处理时改变程序中的数组参数，那么不 论图像的精度有多高，处理总是能够实现。 ２＿３数字信号处理技术适用面宽，无论来自来何种信息源的图 像，他小可以到电子显微镜的图像，大到遥感卫星图像，在进行数字 处理时，需先转换为二维数组编码表示的灰度图像，因而均可用计 算机来处理。 ２．４数字图像处理的灵活性高，出于不同的需求，所以对同一图 像往往需求不同的处理方法，所以所要运用到的图像处理技术也不 一样。数字图像处理技术也衍生了许多不同的分支技术方法，可以 充分满足需求者的要求。 ２．５信息压缩的潜力大，在图像处理过程中，同一幅图像画面 上，经常有很多像素有相同或接近的灰度，且数字图像中各个像素 是不的，具有很大的相关性。特别是在相邻的帧之间的相关性 比帧内相关性一般说还要大些。因此，在压缩处理时的压缩潜力是 很巨大的。 ３数字图像处理的主要研究内容 ３．１图像变换，由于数字图像的数字阵列很庞大，计算机在处理 过程中需求的计算量也很大，所以在计算时需要很多的图像变换方 法，如离散余弦变换、如沃尔什变换、傅立叶变换等处理技术，运用 间接变换方法使处理域由空间域变换为时间域，不仅可以减少计算 量，也可以使处理更加有效。 ３．２压缩图像编码，图像在处理、传输时需求大量的存储空间与 时间，为了实现图像的快速存储，在图像处理技术中采取编码压缩 方式减少图像的数据量。由于数字图像具有良好的可重现性，因此 压缩的图像可以实现完美的再现。图像编码压缩技术不仅是图像处 理中最重要的方法，也是比较成熟的技术。 ３．３图像的增强和复原，为了提高图像的质量（如清晰度等），在 图像处理过程中需要对图像进行增强和复原处理。在处理过程中为 了提取有用的信息，可以对其有用部分实现增强而不考虑其他部分 图像的降质。如为了或得高清晰，细节明显的图像，可以强化图像高 频分量；为了减少噪声影响可以强化低频分量。 ３．４图像分割，为了提取图像中的某些有用部分，而这些具有明 显特征的部分在图像中的某些特定区域，需要用到图像分割技术将 其分割出来进行研究，这也是进一步进行图像识别、分析和理解的 基础日。 ３．５图像描述，图像描述就是图像分割后，对于提取的部分区域 的特征进行解释的方式，是图像识别和理解的必要前提。为了描述 二值图像的特征，采用二维形状描述。二维形状描述包括区域描述 方法。在近年来受到重视的有图像识别模式和医学领域的人工神经 网络识别模式。 ４数字图像处理的应用 数字图像处理应用于人类依靠图像获取外界的信息经过处理 从而用来服务于生活。在科技高速发展的今天，在人类生活的各个 领域都有数字图像处理的应用。目前数字图像处理技术传统的应用 领域为航天、医学、交通、安全、工业生产方面等。 ４．１航空航天技术方面的应用，遥感卫星每天都会向地球发送 很多信息，由于各种原因的影响，图像质量不一定都很好。因此，为 了获取更确切的信息必须要对得到的各种数子图像信息进行处理 与修复。由于卫星技术的发展，航空航天技术越来越贴近生活，大到 气象信息、资源侦查，小到农作物估产、农作物病虫害监测。而在获 取这些信息的过程中，数据处理起了非常大的作用。 ４．２医学与生物研究方面的应用，数字图像处理广泛应用于生 物医学方面应用，例如我们经常听到的ＣＴ技术、ｘ光技术，还有就 是在医学的微图像的处理分析领域，如染色体分析，癌细胞、红细 胞、白细胞分类，识别等。而将数字图像处理技术应用到染色体分 析，植物生长特征研究对于生物研究具有重要意义。 ４－３军事方面，在现代战争中，在军事行动前期，都会敌方 进行很多的侦查，会获取的大量信息。在信息的处理分析中都会用 到数字图像处理技术。在战争中，导弹的精确末制导也需要图像处 理技术日。而在办案中应用则更加普遍，类似指纹识别，脸部特 征提取，事故分析，不完整图片修复，路边摄像头监控信息处理等很 多方面主要依赖于数据图像的处理技术。 ４．４日常生活中的应用，伴随着各种科技产品进入普通家庭，数 据图像处理技术成果也出现在我们周围，如指纹锁、电脑脸部识别、 防伪码、条形码、水印等很多地方，这不仅提高了我们的生活质量， 也提高了自身财产安全。 ５结束语 数字图像信息处理能力的发展伴随着计算机的飞速发展已经 获得了巨大发展并产生了很多的分支科学。在完善与提高数字图像 技术的同时也应该加强边缘学科的研究工作，使科学技术能更好地 服务于日常生活。 参考文献 ［１］龙丹，许勇．数字图像处理的汽车测距算法研究ｆＪ１．中国西部科技， ２００８（１）． 【２】陈炳权，刘宏立，孟凡斌．数字图像处理技术的现状及其发展方向 ［Ｊ］．吉首大学学报（自然科学版），２００９（１）． 【３］宁天夫．数字图像处理技术的应用与发展ｆＪ１．舰船电子工程，２００９ （１）． ——７９—．
