數(shù)字圖像處理的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展方向

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用也愈發(fā)廣闊。圖像是人們接受、表達(dá)、傳遞信息的快捷方式，通過計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)用，將圖像用數(shù)字的形式表現(xiàn)出來，可以更加全面的控制圖像處理，在全球各個(gè)尖端領(lǐng)域都有發(fā)展的前景。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字 圖像處理 計(jì)算機(jī)技術(shù)

1 數(shù)字圖像處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

數(shù)字圖像處理是指利用數(shù)字硬件與計(jì)算機(jī)，將圖像信息轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算，用以提高圖像的實(shí)用性。數(shù)字圖像處理精確度高，操作方便，能夠?qū)D像進(jìn)行精確而簡(jiǎn)便的處理，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)也在日益完善和發(fā)展。數(shù)字圖像處理不會(huì)因?yàn)閳D像存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)、復(fù)制等操作引起圖像質(zhì)量下降，能夠接受多方面的信息源，如顯微鏡圖像、航天飛船圖像都能夠進(jìn)行精確地接受。數(shù)字圖像處理技術(shù)的靈活性較高，不但可以完成線性運(yùn)算，還可以實(shí)現(xiàn)非線性運(yùn)算。只要能夠運(yùn)用邏輯關(guān)系或數(shù)學(xué)公式處理的信息，用數(shù)字圖像處理技術(shù)都可以完美的實(shí)現(xiàn)。并且由于數(shù)字圖像中，每一個(gè)像素之間都不是互相獨(dú)立的，而是存在一定聯(lián)系的，所以數(shù)字圖像處理技術(shù)的信息壓縮也有非常大的潛力。通過數(shù)字化處理信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)槲磥淼漠a(chǎn)業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展指明方向。

2 數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

目前數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，在醫(yī)療保健、資源產(chǎn)業(yè)、通信移動(dòng)、航空航天、軍事安全等方面都有著非常好的表現(xiàn)。無論是遙感衛(wèi)星的成像系統(tǒng)，還是醫(yī)藥方面對(duì)于微生物的研究，或者是在通訊工程中圖像的傳輸和處理，工業(yè)上對(duì)于零件的檢測(cè)和機(jī)器人的應(yīng)用，數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)成了現(xiàn)代技術(shù)不可分割的一部分。

2.1 航空航天方面

數(shù)字圖像處理技術(shù)在航空航天方面有非常廣泛的運(yùn)用，航空航天過程中，每天都有無數(shù)偵查飛機(jī)或空間站在太空對(duì)地球進(jìn)行攝影，技術(shù)人員圖片那個(gè)過計(jì)算機(jī)的數(shù)字圖像處理技術(shù)分析和解讀照片，比傳統(tǒng)的方法節(jié)省了大量人力，也加快了傳導(dǎo)照片的速度，還能從照片中發(fā)現(xiàn)大量有價(jià)值的情報(bào)。在數(shù)字圖像處理技術(shù)運(yùn)用之下，在衛(wèi)星空間站經(jīng)過地面上控時(shí)，通過電子信號(hào)傳送過來交由處理中心解讀，圖像質(zhì)量高，成像、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)、傳輸速度快，我國(guó)也通過數(shù)字圖像處理技術(shù)，在資源調(diào)查、在哈愛檢測(cè)、城市規(guī)劃等方面取得了良好的效果，在氣象預(yù)報(bào)和其他方面的研究中，也發(fā)揮了巨大的作用。

2.2 生物醫(yī)學(xué)方面

數(shù)字圖像處理技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)上應(yīng)用十分廣泛，對(duì)于細(xì)微部分的成像，精確度高，在分析紅細(xì)胞、白細(xì)胞、癌細(xì)胞、染色體等方面效果顯著，在X光和超聲波圖像處理方面也有廣泛的應(yīng)用。

2.3 通信工程方面

通信工程將聲音、文字與圖像相結(jié)合，電話、電視、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)三位一體的方式，加大了圖像傳送的復(fù)雜程度和困難度。圖像的數(shù)據(jù)量巨大，要想以高速率的數(shù)據(jù)傳遞，必須采用編碼壓縮技術(shù)，編碼壓縮是這些技術(shù)的關(guān)鍵。而我國(guó)在這方面的研究還沒有廣泛的運(yùn)用到實(shí)際生活中，數(shù)字圖像技術(shù)還將繼續(xù)朝著高分辨率、立體化和智能化等方面發(fā)展，例如在計(jì)算機(jī)視覺方面發(fā)揮作用。這些研究在未來軍事勘察，危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)等方面都有廣泛的發(fā)展前景。

2.4 工程工業(yè)方面

數(shù)字圖像處理技術(shù)在工程工業(yè)中具有非常重要的地位，在檢測(cè)零件質(zhì)量、對(duì)零件進(jìn)行分配、檢測(cè)電路故障等方面都有其作用。在一些有毒或放射性環(huán)境中，數(shù)字圖像處理技術(shù)可以有效代替人工作業(yè)，通過處理和研制具有視覺的機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用，并逐步取代人類，參與到一些高危行業(yè)中。如高空作業(yè)、地下勘探等。

2.5 軍事安全方面

在軍事方面數(shù)字圖像處理技術(shù)主要可以用于導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)、發(fā)射過程中的圖像處理等方面，在沒有人為操作的情況下，可以根據(jù)數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行自發(fā)的精確制導(dǎo)。在公共安全方面，可以進(jìn)行指紋識(shí)別、人臉識(shí)別、復(fù)原圖片、監(jiān)控和分析事故等方面。目前數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)完整運(yùn)用在高速公路自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)當(dāng)中。而在其他方面，數(shù)字圖像處理技術(shù)也有相當(dāng)大的幫助。如電視畫面、動(dòng)畫等的制作，電子游戲和文物資料的修復(fù)，人們可以通過數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行對(duì)照片的修復(fù)和編輯，產(chǎn)生更多精美的照片。

3 數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展方向

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)也得到了快速發(fā)展。猶豫地成本硬件相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)得到了更加廣泛的運(yùn)用。現(xiàn)如今的研究成果主要是在圖像壓縮編碼和目標(biāo)識(shí)別上，但在未來數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展可以影響到世界的方方面面。人工智能和思維科學(xué)的發(fā)展不斷加深，數(shù)字圖像處理技術(shù)也會(huì)進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

3.1 計(jì)算機(jī)視覺

隨著計(jì)算機(jī)和人工智能的不斷發(fā)展，機(jī)器人越來越受到人們的重視，機(jī)器人以其特有的優(yōu)越性，讓人們見識(shí)到了其優(yōu)越的發(fā)展前景。在機(jī)器人領(lǐng)域，圖像處理技術(shù)可以成為機(jī)器人的視覺來源，成為重要的感官，進(jìn)行對(duì)三維景物的理解和識(shí)別。機(jī)器人對(duì)于高危險(xiǎn)行業(yè)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，但由于人類對(duì)于視覺的發(fā)掘還不夠，因此計(jì)算機(jī)視覺還是一個(gè)待人進(jìn)一步探索的新領(lǐng)域。

3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。目前虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用發(fā)展迅速，因其特有的多感知性、存在感、交互性和主動(dòng)性，成為醫(yī)學(xué)、娛樂、航天、游戲、教育等方面的新鮮產(chǎn)業(yè)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)也會(huì)受到更大的重視，人們也可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)，將自身與機(jī)器人所處的環(huán)境融合，進(jìn)而操縱機(jī)器人。

3.3 三維重建

人類往往喜歡將社會(huì)事務(wù)的認(rèn)知掌握在自己手中 ，通過實(shí)際操作來完整生產(chǎn)。將二維事物通過三維手段來展現(xiàn)早已成為時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。例如電子沙盤，可以實(shí)現(xiàn)沙盤任意角度和旋轉(zhuǎn)，通過擴(kuò)大與縮小實(shí)現(xiàn)更加精確的計(jì)算，為指揮作戰(zhàn)提供極大的方便。這種技術(shù)依賴于數(shù)字圖像處理技術(shù)，也成為數(shù)字圖像處理技術(shù)的重要發(fā)展前景之一。

4 結(jié)語

在現(xiàn)如今計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的狀況下，網(wǎng)絡(luò)化、信息化、科技化不斷的普及，數(shù)字圖像處理技術(shù)在全球各個(gè)尖端領(lǐng)域都起到了關(guān)鍵作用，未來的前景也是不可限量的。運(yùn)用好數(shù)字成像處理技術(shù)，可以使社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)得到更快的發(fā)展，也為社會(huì)的信息發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。而在被計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷深化影響的今天，數(shù)字圖像處理技術(shù)依然沒有得到徹底的發(fā)揮，數(shù)字圖像處理技術(shù)的未來前景，還要依托各行業(yè)尖端科學(xué)家們不斷的探索和研究。

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作者簡(jiǎn)介

王強(qiáng)（1986-），男，山西省陽泉市人。太原理工大學(xué)2009級(jí)碩士研究生?，F(xiàn)就職山西大同大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，助教。信息與通信工程專業(yè)。研究方向?yàn)閳D像處理，電子通信類。

作者單位

山西大同大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院 山西省大同市 037003