圖像處理智能化的發(fā)展方向

摘 要智能化是目前很多事物的發(fā)展趨勢(shì)，圖像處理也正在朝著智能化的方向發(fā)展。在我國(guó)圖像處理技術(shù)不斷發(fā)展以及應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，決定了圖像處理智能化是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，本文介紹了圖像處理智能化發(fā)展概況、關(guān)于圖像處理智能化的研究以及圖像處理智能化的應(yīng)用方面。

【關(guān)鍵詞】圖像處理智能化 智能算法 應(yīng)用

1 圖像處理智能化發(fā)展概述

圖像處理技術(shù)最開(kāi)始是伴隨著戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展而發(fā)展，在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)等幾次戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍利用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)探明了伊拉克軍隊(duì)的部隊(duì)布置、裝備情況，并且因此而給予了精確打擊。目前很多武器的發(fā)展已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用圖像處理智能化技術(shù)，而且這一技術(shù)在很多方面也有所應(yīng)用，例如多媒體視頻、機(jī)器人視覺(jué)以及光學(xué)成像等方面?，F(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展為圖像處理智能化提供了相當(dāng)多的理論與技術(shù)基礎(chǔ)，例如各類(lèi)軟件與硬件，圖像處理智能化最早在上世紀(jì)70年代中期被應(yīng)用于軍事方面，利用攝像機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行追蹤拍攝，之后利用圖像處理智能化對(duì)于傳輸?shù)囊曨l、圖像進(jìn)行分析，將最終結(jié)果傳輸回主機(jī)系統(tǒng)，對(duì)目標(biāo)實(shí)施跟蹤，最后使用無(wú)人機(jī)或者導(dǎo)彈將其摧毀。目前這一技術(shù)的使用重點(diǎn)已經(jīng)從軍用開(kāi)始向民用轉(zhuǎn)移，它現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于人們的生活之中，并且向更多的層面發(fā)展，但是實(shí)際上還是存在著部分問(wèn)題，例如在對(duì)目標(biāo)進(jìn)行捕獲時(shí)，目標(biāo)仍舊由人所控制，這對(duì)于目標(biāo)的捕獲要求就提高了，使用者必須擁有更高的捕獲技術(shù)才能夠完成這一工作，才能夠進(jìn)行之后的一系列操作，例如對(duì)目標(biāo)實(shí)施打擊等。

2 關(guān)于圖像處理智能化研究

2.1 圖像的形成

圖像傳感器是圖像處理智能化的關(guān)鍵所在，二者互相聯(lián)系，互相作用。圖像傳感器承擔(dān)起對(duì)視頻的制作功能，我國(guó)社會(huì)正處于向前發(fā)展的階段，圖像處理智能化開(kāi)始被應(yīng)用于更多方面，這也對(duì)圖像處理智能化提出了更高的要求，在對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別時(shí)需要使用到3D技術(shù)，需要在各種環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的識(shí)別，我國(guó)環(huán)境正在隨著社會(huì)發(fā)展而產(chǎn)生變換，因此可能會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題，這對(duì)于圖像處理智能化有著更高的要求，因此相關(guān)的研究人員不能只局限于當(dāng)前的技術(shù)成果，應(yīng)該積極進(jìn)行探究，讓我國(guó)能夠使用到更加先進(jìn)的成像系統(tǒng)與成像理論，這就是量子成像理論，它在未來(lái)將成為圖像處理智能化的核心。量子糾纏現(xiàn)象是量子成像理論中的重要內(nèi)容，這一現(xiàn)象體現(xiàn)的是微觀(guān)客體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系可以延伸到更遠(yuǎn)的地方，可以不被拘束在某一個(gè)地點(diǎn)，量子糾纏產(chǎn)生的激光是量子成像中光源的來(lái)源，其中包含兩道光束，一道用來(lái)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射，同時(shí)獲取相關(guān)的圖像信息，另一道則將傳輸?shù)膱D像利用計(jì)算機(jī)以及圖像傳感器進(jìn)行處理，這樣就能夠得到高分辨率圖像。

2.2 算法的分類(lèi)

在對(duì)相關(guān)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，算法是其中的核心，它通過(guò)將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和其他信息進(jìn)行結(jié)合，之后按照一定的步驟完成整體的運(yùn)算。面對(duì)相同的任務(wù)，不同的算法有著不同的步驟，因此而消耗的時(shí)間與不相同，部分研究人員經(jīng)過(guò)自身探索總結(jié)出了一些算法。仿生算法是研究人員受到生物以及自然界的啟發(fā)，以此來(lái)創(chuàng)造出的算法，目前想要解決某一問(wèn)題只依靠一種算法是難以實(shí)現(xiàn)的，必須學(xué)會(huì)對(duì)各種算法進(jìn)行總結(jié)，利用他們各自的優(yōu)點(diǎn)去解決問(wèn)題。在大多數(shù)情況下都需要對(duì)適應(yīng)函數(shù)、遺傳編碼等進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，讓整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)各類(lèi)算法進(jìn)行更好的學(xué)習(xí)，并且能夠改善算法中存在的不穩(wěn)定性，提高算法的全局搜索能力。智能算法中包括了很多內(nèi)容，其中合成匹配濾波器以及自適應(yīng)濾波器是其中的關(guān)鍵，這二者在解決問(wèn)題時(shí)都能夠發(fā)揮出重要作用，例如自動(dòng)識(shí)別等問(wèn)題。合成匹配濾波器在對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別時(shí)需要應(yīng)用到的信息有很多，例如目標(biāo)自身的姿態(tài)、發(fā)生變化后的形態(tài)、發(fā)生變化的原因等，這就導(dǎo)致其存在著部分不足，在使用時(shí)會(huì)受到各方面因素的限制，目前隨著科技的發(fā)展，這一問(wèn)題將在未來(lái)得到解決。計(jì)算的精確程度時(shí)智能算法與普通算法之間最為重要的區(qū)別，它具有普通算法自身不具備的聯(lián)想、記憶以及學(xué)習(xí)功能，在進(jìn)行圖像處理智能化中很多問(wèn)題都需要智能算法來(lái)進(jìn)行解決。

2.3 圖像智能化處理方式

相關(guān)交叉處理方式是目前主要應(yīng)用的圖像智能化處理方式，這一處理方式主要被應(yīng)用于在復(fù)雜環(huán)境下解決與物體相關(guān)的識(shí)別問(wèn)題，我國(guó)很多學(xué)者、機(jī)構(gòu)都在對(duì)這一方面進(jìn)行研究，其中包括了數(shù)學(xué)、物理以及光學(xué)等方面，這樣可以對(duì)大部分目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，如果部分目標(biāo)隱藏過(guò)深，難以識(shí)別就需要用到偏振光譜傳感器等儀器，以此來(lái)增加部分物體與所處環(huán)境的識(shí)別度，目前這一方式已經(jīng)開(kāi)始被運(yùn)用并且取得了較好的效果。微極化濾波器的應(yīng)用也是一方面，這一方式主要應(yīng)用于高分辨率光學(xué)系統(tǒng)中，這一方面的形成增加目標(biāo)對(duì)比度、識(shí)別度的系統(tǒng)，可以利用傳感器對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，并且利用相應(yīng)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)自身攜帶的信息進(jìn)行讀取，可以獲得更加詳細(xì)的信息以及更加清晰的圖像。

3 圖像處理智能化的應(yīng)用

3.1 醫(yī)學(xué)方面

目前醫(yī)院中廣泛使用的CT技術(shù)就運(yùn)用到了圖像處理智能化技術(shù)，而且還能夠會(huì)很多微觀(guān)圖像進(jìn)行顯現(xiàn)，例如各類(lèi)細(xì)胞、人體內(nèi)的神經(jīng)體系以及病人的病變組織，讓醫(yī)生能夠?qū)Σ∪说纳眢w與病情有著更為直觀(guān)的了解，之后做出相應(yīng)的治療措施，保證病人的身體健康。

3.2 軍事方面

在前文提到過(guò)，美軍曾經(jīng)使用這一技術(shù)在戰(zhàn)爭(zhēng)中對(duì)地方戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)施重點(diǎn)打擊，這一技術(shù)在目前得到了加強(qiáng)應(yīng)用，它與無(wú)人機(jī)之間進(jìn)行配合，對(duì)敵方目標(biāo)進(jìn)行確認(rèn)，無(wú)人機(jī)通過(guò)發(fā)射導(dǎo)彈將其摧毀，美軍對(duì)部分恐怖分子的擊斃都是依賴(lài)此項(xiàng)技術(shù)，這一技術(shù)還能夠?qū)ο鄳?yīng)地點(diǎn)建立模型分析，讓部隊(duì)對(duì)于一些地方、地點(diǎn)更為熟悉，方便部隊(duì)進(jìn)行演習(xí)以及模擬訓(xùn)練。

3.3 航天方面

很多人造衛(wèi)星以及發(fā)射的航空器、探測(cè)器上都配備了與之相應(yīng)的裝置，它們能夠?qū)μ罩械木跋筮M(jìn)行攝影、攝像，保證影像的清晰程度，雖然在上世紀(jì)60年代美國(guó)與前蘇聯(lián)都曾經(jīng)發(fā)射過(guò)載人飛船，但是由于當(dāng)時(shí)條件限制，航天員帶回的影像效果并不好，但現(xiàn)在圖像處理智能化的加入給目前的航空航天帶來(lái)了新的局面，提高了影像的分辨率，讓衛(wèi)星以及航空器拍攝的照片可以以一種更加清晰的形式表現(xiàn)出來(lái)。

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作者簡(jiǎn)介

萬(wàn)卷（1983-），女，陜西省西安市人，碩士學(xué)位，現(xiàn)西安培華學(xué)院講師，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用。

作者單位

西安培華學(xué)院通識(shí)教育中心 陜西省西安市 710125