數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

摘 要：人們接受、表達(dá)和傳遞信息比較快捷的方式是采用圖像，隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)用，數(shù)字圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用生活和工作中，如生物一些工程方面、軍事方面以及通信工程方面等，本文先分析數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，講述數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，并研究數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展趨勢，希望能為相關(guān)人員帶來一些幫助。

關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TP391.41

計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)在于能夠處理各種數(shù)據(jù)，數(shù)字圖像能夠經(jīng)過增強(qiáng)、復(fù)原、分割等處理，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)在的數(shù)字圖像技術(shù)具有圖像處理多樣性、精度高、圖像的再現(xiàn)性好、處理量大的優(yōu)點(diǎn)，本文主要研究數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

1 數(shù)字圖像處理技術(shù)研究現(xiàn)狀

所謂圖像處理是指利用計(jì)算機(jī)來處理圖像的過程，主要是實(shí)現(xiàn)改善圖像的視覺效果，研究的內(nèi)容主要包括圖像數(shù)字化、圖像增強(qiáng)、圖像還原以及圖像分割等。數(shù)字圖像處理最早來源于20世紀(jì)20年代的報(bào)紙業(yè)，到20世紀(jì)50年代，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)得到人們的普遍關(guān)注，數(shù)字圖像處理技術(shù)隨著太空計(jì)劃得到很大的發(fā)展，最具有典型的例子，是對月球照片的處理。

進(jìn)入到20世紀(jì)70年代后，數(shù)字圖像處理技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)斷層掃面（CT）的出現(xiàn)得到發(fā)展，在以后的時(shí)間里，數(shù)字圖像處理技術(shù)不斷有新的研究成果，1975年EWI公司研究的CT裝置獲得諾貝爾獎(jiǎng)，目前數(shù)字圖像技術(shù)已廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中。

2 數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字圖像處理技術(shù)目前在各行各業(yè)中都得到了很大的進(jìn)展。在遙感航空航天方面，不少國家都派出了偵查飛機(jī)對目標(biāo)地區(qū)進(jìn)行空中攝影，進(jìn)而通過圖像處理技術(shù)來分析照片，節(jié)省了人力、物理，也能夠從圖片中得到其他的有用信息。在20世紀(jì)60年代以來，美國以及其他的一些國家發(fā)射了資源遙感衛(wèi)星，由于成像條件非常差，因此圖像本身的質(zhì)量也不高，需要采取數(shù)字圖像處理技術(shù)處理，如采用多波段掃描器進(jìn)行掃描成像，圖像分辨率為30m，這些圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號傳送下來，再經(jīng)過處理。數(shù)字圖像處理技術(shù)在各國的應(yīng)用中已非常廣泛，如用在森林調(diào)查、災(zāi)害監(jiān)測、資源勘查以及城市規(guī)劃中。

數(shù)字圖像處理技術(shù)最早來源于醫(yī)藥方面，因此在生物醫(yī)學(xué)工程方面，數(shù)字圖像處理技術(shù)也發(fā)揮出了巨大作用，除了上文所講述的CT之外，還有一些顯微圖像處理技術(shù)，主要是識別紅細(xì)胞、白細(xì)胞以及染色體分析等，在醫(yī)學(xué)診治方面X光肺圖像增強(qiáng)、心電圖分析以及超聲波圖像處理技術(shù)等發(fā)揮出了重要作用。

在通信工程方面，目前通信主要的發(fā)展趨勢為綜合性的多媒體通信，也就是將電視、計(jì)算機(jī)以及電話聯(lián)合在一起在數(shù)字通信網(wǎng)上傳輸，在傳輸?shù)倪^程中最為復(fù)雜和困難的地方集中在圖像的處理中，比如說，彩色電視信號速率為100Mbit/s以上，想要傳輸出去就需要壓縮信息的比特量，因此技術(shù)成敗的關(guān)鍵就在于編碼壓縮。目前國家正在大力研發(fā)的新的編碼方法，如小波變換圖像壓縮編碼以及自適應(yīng)圖像網(wǎng)絡(luò)編碼等。

在工業(yè)和工程方面，主要的應(yīng)用集中在自動裝置配線中檢測零件的質(zhì)量、彈性力學(xué)照片的應(yīng)力分析以及郵政信件的自動分檢等，另外在智能機(jī)器人中也有應(yīng)用。在軍事、公安方面，數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用主要集中在導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)、偵查照片以及圖像的傳輸和顯示方面，在公安方面，主要應(yīng)用在鑒別人臉、識別指紋以及圖片復(fù)原方面。數(shù)字圖像處理技術(shù)除了以上所講述的應(yīng)用領(lǐng)域之外，在電視圖像的編輯、服裝設(shè)計(jì)、發(fā)型設(shè)計(jì)以及文物資料復(fù)原等方面也有廣泛的使用。

3 數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展趨勢

目前數(shù)字圖像技術(shù)隨著科技的進(jìn)步得到了很大的發(fā)展，隨著低成本硬件相關(guān)技術(shù)的發(fā)展可以想象數(shù)字圖像技術(shù)將會得到更加廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)的研究成果主要集中在一些診斷、圖像壓縮編碼以及目標(biāo)識別等方面，但是還沒有廣泛應(yīng)用在實(shí)際生活中。數(shù)字圖像處理技術(shù)將會向著高分辨率、立體化、超高速以及智能化等方面發(fā)展，下面具體講述數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展趨勢。

隨著計(jì)算機(jī)、人工智能以及思維科學(xué)研究的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)在計(jì)算機(jī)視覺方面將會進(jìn)一步的發(fā)展，智能機(jī)器人的重要感覺器官是視覺，目前研究的開放話題集中在理解和識別三維應(yīng)力，將會應(yīng)用在軍事勘察、危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)以及家庭服務(wù)等方面，目前人們對于自身的視覺了解的還非常少，因此在計(jì)算機(jī)視覺方面還需要進(jìn)一步的探索。

數(shù)字圖像處理技術(shù)還會向著虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展，所謂虛擬現(xiàn)實(shí)就是使用計(jì)算機(jī)構(gòu)成一個(gè)虛擬的三維空間，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展是在計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的提高方面提出的，人們應(yīng)用機(jī)器人身上的攝像機(jī)能夠真實(shí)的感受到所在的環(huán)境，進(jìn)而操縱機(jī)器人的行為，另外網(wǎng)上虛擬現(xiàn)實(shí)也是未來的一個(gè)發(fā)展方向。人們在完成社會生產(chǎn)中往往習(xí)慣使用自身的認(rèn)識和工具，將這些掌握在自身手中，因此目前時(shí)代的發(fā)展趨勢就是將原來二維的東西向著三維發(fā)展，如三維重建技術(shù)在地圖方面的使用，在軍事方面能夠使用電子沙盤實(shí)現(xiàn)任意角度的轉(zhuǎn)化和計(jì)算，也能夠真實(shí)的直觀的反應(yīng)兩點(diǎn)之間的障礙物等，還能夠?qū)崿F(xiàn)模擬飛行路線，為作戰(zhàn)指揮帶來極大的便利。在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行三維重建目前的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題主要是計(jì)算機(jī)視覺研究領(lǐng)域。在圖像壓縮、識別以及分割方面，目前已取得很大的研究進(jìn)展，目前圖像處理面臨的新的問題主要是圖像專業(yè)壓縮算法、圖像識別算法等。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文先分析了數(shù)字圖像處理技術(shù)研究現(xiàn)狀和主要的應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)而研究數(shù)字圖像技術(shù)的發(fā)展趨勢。目前數(shù)字圖像處理技術(shù)已廣泛的應(yīng)用在生活中，如在網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)等中的應(yīng)用，數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展與人們的生活息息相關(guān)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)還會不斷得到進(jìn)步，這些還需要更多的人努力去研究。

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作者簡介：張彩霞（1992-），女，內(nèi)蒙古人，本科在讀，研究方向：計(jì)算機(jī)。

作者單位：中南大學(xué)，長沙 410012