數(shù)字圖像處理技術的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

張瑋雄，劉建霞

（太原理工大學，山西 太原 030024）

不論在哪種通訊手段中，人們都更愿意選擇直觀的圖像表達，因此，未來社會對圖像傳遞信息的要求越來越高，及時性、直觀性、客觀性等發(fā)展條件都對現(xiàn)有的數(shù)字圖像處理技術提出了挑戰(zhàn)。

1 數(shù)字圖像處理技術概述

數(shù)字圖像處理又稱為計算機圖像處理，它是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機對其進行處理的過程。這一過程包括對圖像進行增強、除噪、分割、復原、編碼、壓縮、提取特征等內(nèi)容，圖像處理技術的產(chǎn)生離不開計算機的發(fā)展、數(shù)學的發(fā)展以及各個行業(yè)的應用需求的增長。20世紀 60年代，圖像處理的技術開始得到較為科學的應用，人們用這種技術進行輸出圖像的理想化處理。

經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)在的電子圖像處理技術已具有了以下特點：更好的再現(xiàn)性：數(shù)字圖像處理與傳統(tǒng)的模擬圖像處理相比，不會因為圖像處理過程中的存儲、復制或傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)引起圖像質(zhì)量的改變；占用的頻帶更寬：這一點是相對于語言信息而言的，圖像信息比語言信息所占頻帶要大好幾個數(shù)量級，因此圖像信息在實現(xiàn)操作的過程中難度更大；適用面寬：可以從各個途徑獲得數(shù)據(jù)源，從顯微鏡到天文望遠鏡的圖像都可以進行數(shù)字處理；具有較高的靈活性：只要可以用數(shù)學公式和數(shù)理邏輯表達的內(nèi)容，幾乎都可以用電子圖像來進行表現(xiàn)處理.

2 數(shù)字圖像處理技術的發(fā)展

自從美國在 1964年開始通過衛(wèi)星獲得大量月球圖片并運用數(shù)字技術對之進行處理之后，越來越多的相應技術開始被運用到圖像處理方面，數(shù)字圖像處理也作為一門科學占據(jù)了一個獨立的學科地位，開始被各個領域的科學研究運用。圖像技術再一次的飛躍式發(fā)展出現(xiàn)在1972年，標志是CT醫(yī)學技術的誕生，在這種技術指導下，運用X射線計算機斷層攝影裝置，根據(jù)人的頭部截面的投影，計算機對數(shù)據(jù)處理后重建截面圖像，這種圖像重建技術后來被推廣到全身 CT的裝置中，為人類發(fā)展做出了跨時代的貢獻，隨后，數(shù)字圖像處理技術在更多的領域里被運用，發(fā)展成為一門具有無限前景的新型學科。之后十年數(shù)字圖像處理技術也朝著更高深的方向發(fā)展，人們開始通過計算機構建出數(shù)字化的人類視覺系統(tǒng)，這項技術被稱為圖像理解或計算機視覺。很多國家已在這方面投入了很多的研究精力，并取得了高深的研究成果，其中，20世紀70年代末提出的視覺計算理論為后來計算機數(shù)字圖像技術的理論發(fā)展提供了主導思想，但理論上如此，在實際操作中還存在著很多的困難。

我國在建國之初就展開了計算機技術的研究，而改革開放以來，我國在計算機數(shù)字圖像處理技術上的發(fā)展進步也是非常大的，甚至在某些理論研究方面已趕上了世界先進水平，首先，對于成像數(shù)據(jù)的收集能力方面，我國通過成功研發(fā)的一系列傳感器以及發(fā)射的對地觀測衛(wèi)星，能夠及時有效地獲得風云、海洋、資源和環(huán)境減災等方面的相關數(shù)據(jù)，并取得了有效的數(shù)據(jù)結果和數(shù)據(jù)成像效果。另外，數(shù)字圖像處理技術應用較為廣泛的領域代表分別是建筑、通行工程和生物醫(yī)學工程方面，這些方面對數(shù)字圖像處理技術的應用，最能直接體現(xiàn)該技術的發(fā)展現(xiàn)狀。在建筑行業(yè)中，數(shù)字圖像處理技術可以將擬建造的建筑或建筑群的高度、密度以及其他可能影響建筑質(zhì)量、建筑環(huán)境的信息轉(zhuǎn)換成圖像，從而使設計者更為合理地進行規(guī)劃；在通信工程領域，數(shù)字圖像技術和語音、文字等因素構成了現(xiàn)代多媒體的基本內(nèi)容，在傳遞圖像的過程中，采用編碼技術來壓縮信息的比特量，這種技術現(xiàn)在的發(fā)展內(nèi)容包括變換編碼等，未來可能發(fā)揮作用的還有小波變換圖像壓縮編碼、分行編碼等。在生物醫(yī)學工程中，書籍圖像技術能將人體活動的機理以圖像的形式客觀地呈現(xiàn)在研究者面前，對醫(yī)學未來的發(fā)展具有不可替代的作用。

3 數(shù)字圖像處理技術的發(fā)展趨勢

計算機數(shù)字圖像處理技術在未來信息技術方面將會發(fā)揮的重要作用早已被人們看到，對于計算機圖像技術的發(fā)展道路，大致可以歸結出3個原則性內(nèi)容：①未來數(shù)據(jù)圖像技術強調(diào)高清晰度、高速傳輸、實時圖像處理、三維成像或多維成像、智能化、自動化等方向發(fā)展。②未來數(shù)字圖像處理技術強調(diào)操作、運用的方便性，圖像處理功能的集中化趨勢是必然會存在的。③更新的理論研究與更快的算法研究。理論走在實踐的前面，已經(jīng)是現(xiàn)代科學的特點，未來數(shù)字圖像處理技術的實際運用要取得更多的發(fā)展，必然離不開理論和研究方法的更新，新理論中包括小波分析、分形幾何、形態(tài)學、遺傳算法等都將得到更深層次的發(fā)展。

4 結束語

數(shù)字圖像處理技術的有效應用在人們?nèi)粘Ｉ钪芯湍芮猩淼馗惺艿?，不管是看電視、看電影、上網(wǎng)還是移動通信，每個人都與這種技術發(fā)生著最緊密的聯(lián)系。數(shù)字圖像處理技術的發(fā)展關系到每個人對優(yōu)越的社會生活、現(xiàn)代物質(zhì)享受的程度的深淺，所以，對之進行及時的研究和關注在電子通信行業(yè)中是非常重要的。

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