關(guān)于圖像處理中幾個(gè)關(guān)鍵算法的研究

李炳銀

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，的速度迅速發(fā)展，這其中，圖像處理領(lǐng)域作為一個(gè)新領(lǐng)域也在逐漸走進(jìn)大眾的視野，越多的接觸到圖像處理技術(shù)，越能夠體會(huì)到單純的文字說明已經(jīng)不能起到描述事物的相關(guān)作用了，工業(yè)正在以前所未有新景象開始進(jìn)入到了我們生活的方方面面，但是圖像要想真正起到關(guān)鍵的作用，主要還在于對于圖像的處理，而有關(guān)圖像處理的幾個(gè)關(guān)鍵算法也是值得研究的重要問題，本文中，作者將主要討論圖像處理的相關(guān)基本概念和特點(diǎn)以及研究的內(nèi)容，并因此總結(jié)出對于圖像處理的關(guān)鍵算法，為其提供理論層面的意義。

【關(guān)鍵詞】圖像處理；研究內(nèi)容；關(guān)鍵算法

0 前言

人類傳遞信息的方式多種多樣，圖像作為傳遞信息的一種方式占據(jù)了日常生活的一半以上，圖像的傳遞方式更加直觀和多樣，給我們的生活提供了許多精彩?，F(xiàn)代社會(huì)中，人們溝通處理事物的方式多種多樣，圖像處理技術(shù)的出現(xiàn)使得人們可以更好地理解生活，而圖像要想能夠很好的呈現(xiàn)在我們的眼前，離不開相關(guān)人員對其進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)處理，然而，當(dāng)前對于圖像處理的技術(shù)并不完善，還需要給予完善，因此，本文中將對圖像處理存在的特點(diǎn)等進(jìn)行分析，并因此探究出一些關(guān)鍵算法，為能夠更好地享受圖像傳遞做出理論貢獻(xiàn)。

1 圖像處理概述

1.1 簡述圖像處理的概念

在人們的日常生活中，圖像不可忽視地起著至關(guān)重要的作用，有數(shù)據(jù)表明，人們每天接觸到的所有信息中，視覺方面的信息高達(dá)百分之七十以上，相比文字和語言，視覺圖像對信息的表達(dá)更加形象，也容易給人留下更為深刻的印象。圖像所包含的范圍在方方面面，例如各種圖形，包括普通的紙質(zhì)圖片、電子設(shè)備中的圖片、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常用到的X 光片、乃至日常生活中在電視和電影中獲取的畫面。而圖像處理指的是通過計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備對相關(guān)的圖像給與外在加工和處理。從1920年開始，數(shù)字圖像處理技術(shù)即開始產(chǎn)生，最初的處理技術(shù)為數(shù)字壓縮技術(shù)，20世紀(jì)60年代后，圖像處理技術(shù)發(fā)生了飛速的發(fā)展，大約十年之后，圖像處理技術(shù)開始形成為一門較為完善的學(xué)科系統(tǒng)。近年來，伴隨著相關(guān)領(lǐng)域?qū)D像處理技術(shù)的要求越來越高，圖像處理技術(shù)正在以前所未有的速度發(fā)展。本文將主要討論圖像處理中的幾項(xiàng)關(guān)鍵算法，希望能夠?qū)?shí)際操作有更多創(chuàng)新影響。

1.2 探究圖像處理應(yīng)用領(lǐng)域

從20世紀(jì)20年代圖像處理技術(shù)的產(chǎn)生開始，其應(yīng)用領(lǐng)越來越廣泛，如醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、航空航天、通信技術(shù)以及軍事等各個(gè)領(lǐng)域。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，常見的X光片便是圖像處理技術(shù)的一項(xiàng)重要體現(xiàn)，科學(xué)家們通過圖像處理技術(shù)，將原有圖像的清晰度和分辨率加以提高，使醫(yī)生們能夠更加清楚地觀察患者透過科學(xué)儀器所表現(xiàn)出來的的病情，方便醫(yī)生能夠快速地初步診斷患者的病情；在航空航天領(lǐng)域，航天飛行器的正常運(yùn)行已經(jīng)離不開圖像處理技術(shù)，圖像處理技術(shù)可以幫助飛行器在飛行時(shí)正確地判斷方向起到導(dǎo)航的作用，還可以幫助其安全地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)；同樣，在軍事領(lǐng)域，圖像處理技術(shù)可以幫助作戰(zhàn)時(shí)的武器精確地判斷攻擊目標(biāo)，提高作戰(zhàn)的準(zhǔn)確性和成功率；除此之外，圖像處理技術(shù)還可以幫助警察們偵破案件，對案發(fā)現(xiàn)場的痕跡進(jìn)行識(shí)別與處理起到幫助作用。近年來，對著科技的發(fā)展，圖像處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸增多，其將為社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

1.3 分析圖像處理的研究內(nèi)容

圖像處理的研究內(nèi)容非常廣泛，如圖像變換，即把固定的圖像從某個(gè)空間轉(zhuǎn)化到變換域的過程，圖像變換的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠讓人們從不同的視角來研究圖像信號(hào)的特殊性，通過變換域中的獨(dú)特之處，將圖像處理變得更為簡潔和方便；還有圖像分類，圖像分類技術(shù)大多被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和軍事等領(lǐng)域，即通過計(jì)算機(jī)將圖像定量分析，把圖像中的所有像元或區(qū)域統(tǒng)一成某個(gè)系統(tǒng)中的一種，用計(jì)算機(jī)將其自動(dòng)分類處理，或是用人為的視覺方式和計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類處理相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)；除此之外，圖像融合也是另一研究內(nèi)容，是把不同的傳感器反映的相同的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行空間配準(zhǔn)，進(jìn)而通過固定的算法把不同的圖像數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的內(nèi)容結(jié)合起來產(chǎn)生全新圖像數(shù)據(jù)的一種技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)在于可以充分地利用不同的信息資源的信息來整合所需資源。

2 探究圖像處理的幾項(xiàng)關(guān)鍵算法

2.1 圖像增強(qiáng)法

在圖像的生成以及傳輸過程中，不可避免地會(huì)受到外界環(huán)境的影響而產(chǎn)生一些噪音，影響圖像的最終效果，因此為了保證圖像的效果，減少噪聲的影響，圖像增強(qiáng)算法應(yīng)運(yùn)而生，圖像增強(qiáng)算法，不僅能夠有效地降低噪聲的影響，還能夠增強(qiáng)圖像的清晰度，實(shí)現(xiàn)理想的視覺效果。關(guān)于圖像增強(qiáng)算法，也有許多種不同的方法，這些方法有些在圖像去噪方面、有些在灰度圖像增強(qiáng)和彩色圖像增強(qiáng)等不同的方面有著突出的效果，根據(jù)相關(guān)資料的對比發(fā)現(xiàn)Jourlin 和Pinoli 研究的算法更具普遍性，一方面可以有效地減弱噪聲另一方面可以提高圖像的清晰度，完好的處理圖像細(xì)節(jié)，還能夠增強(qiáng)圖像灰度和彩色，同時(shí)圖像也不會(huì)因此而失真，是現(xiàn)在圖像處理領(lǐng)域的一種較好的計(jì)算方法。

2.2 邊緣檢測法

圖像的處理中，常常會(huì)出現(xiàn)邊緣處理不當(dāng)?shù)那闆r導(dǎo)致圖像的效果不佳，圖像邊緣指的是由于圖像的灰度、紋理等分布不均勻或者處理不當(dāng)導(dǎo)致的，此時(shí)要對圖像的邊緣進(jìn)行檢測，邊緣檢測法也有多種，但這其中，Canny方法是效果最為理想的，但是這種算法對噪音的處理效果卻不好，因此，改進(jìn)的 Robert 邊緣檢測算法由此而生，改進(jìn)的Robert算法克服了Canny方法對噪聲處理不當(dāng)?shù)膯栴}，同時(shí)克服了傳統(tǒng)的Robert算法對圖像邊緣處理粗糙的劣勢，能夠使處理后的圖片具有清晰的觀賞效果。

2.3 閾值計(jì)算法

實(shí)踐中，對于圖像處理的主要目的之一是為了能夠使其符合人眼的視覺特性，給人以舒適感，另一個(gè)目的是為了能夠方便計(jì)算機(jī)的處理，而計(jì)算機(jī)的處理最終也是為了能夠符合人眼的視覺感。閾值計(jì)算法也有很多不同的方法，但多數(shù)只是給了理論上的算法，沒有說明具體的閾值計(jì)算方法，但是檢測閾值threshold用式在算法中給出了具體的應(yīng)用方法，通過具體的研究和分析，將算法和圖像效果的數(shù)據(jù)對應(yīng)發(fā)現(xiàn)了其規(guī)律，從實(shí)驗(yàn)中說明該閾值計(jì)算方法通過分析人眼對于觀察顏色的生理特征，發(fā)現(xiàn)在人類視覺對色彩的分辨率高圖像部分，由于一般人可以很輕松的看出它們之間存在的不同，因此其對應(yīng)的閾值可以小一些，相比之下，在視覺分辨率低的圖像部分，對應(yīng)的閾值應(yīng)該更大。據(jù)此檢測閾值threshold用式算法可以很好的幫助計(jì)算機(jī)或者機(jī)器根據(jù)人眼特性來分析圖像，最終取得理想的效果。

3 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，我國圖像處理技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，為我們的日常生活提供了許多便利，同時(shí)也愉悅了我們的心情。然而，目前許多圖像的處理技術(shù)還存在一些缺陷，如圖像邊緣處理過于粗糙、色彩對比度不強(qiáng)、灰度不夠等情況使得實(shí)踐中多度圖像視覺效果不佳，不僅影響其外觀的美觀程度，進(jìn)而會(huì)影響其本身作用。本文通過分析了圖像處理適用領(lǐng)域和研究內(nèi)容，充分理解圖像處理的關(guān)鍵作用，進(jìn)而提出了幾種有關(guān)圖像處理的關(guān)鍵算法，希望能夠?yàn)閷?shí)踐中更好的處理圖像、方便人們的生活提供理論意義。

【參考文獻(xiàn)】

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中國圖象圖形學(xué)報(bào)，2012，8（11）：1242-1247.