計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的發(fā)展與未來(lái)創(chuàng)新探索

胡宗伯 孫康爽 黃佳輝

摘 ?要：文章簡(jiǎn)述了計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望，系統(tǒng)分析了計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)、不足及制約其發(fā)展的因素，闡述了計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)研究的主要內(nèi)容和將來(lái)的研究重點(diǎn)，概述了計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)未來(lái)的應(yīng)用領(lǐng)域，并提出了該技術(shù)未來(lái)的研究方向。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī);圖像處理技術(shù);發(fā)展;展望

1 引言

圖像處理，是利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象的技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展，圖像識(shí)別技術(shù)獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。例如醫(yī)療診斷中各種醫(yī)學(xué)圖片的分析與識(shí)別、天氣預(yù)報(bào)中的衛(wèi)星云圖識(shí)別、遙感圖片識(shí)別、指紋識(shí)別、臉譜識(shí)別等，圖像識(shí)別技術(shù)越來(lái)越多地滲透到我們的日常生活中。

2 計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)

2.1 較好的再現(xiàn)性

計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的再現(xiàn)性指的是在通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)處理圖像的時(shí)候，可以保留原有的圖像，而處理完圖像之后，圖像質(zhì)量也不會(huì)被破壞.

2.2 較高的精準(zhǔn)度

通過(guò)圖像處理技術(shù)可以將圖像數(shù)字化，但是受到設(shè)備不同，功能也有所差別的影響，圖像展現(xiàn)的質(zhì)量效果欠佳.而掃描儀的應(yīng)用卻可以彌補(bǔ)這一方面的不足.可以幫助計(jì)算機(jī)提升圖像處理的效果.

2.3 廣泛的適用面

計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)中的圖像來(lái)源可以有很多渠道，在對(duì)圖像的處理方面比較靈活，例如和顯微鏡圖像一樣微小的圖像，或者按照客戶(hù)的需求來(lái)設(shè)計(jì)非常大的尺寸的圖像，都可以進(jìn)行很精準(zhǔn)的處理

3 數(shù)字圖像處理過(guò)程

（1）圖像數(shù)字化.通過(guò)取樣和量化將一個(gè)以自然形式存在的圖像變換為適合計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字形式，圖像在計(jì)算機(jī)內(nèi)部被表示為一個(gè)數(shù)字矩陣，矩陣中每一元素稱(chēng)為像素.（2）圖像的編碼.編碼的目的是壓縮圖像的信息量（但圖像質(zhì)量幾乎不變），以滿(mǎn)足傳輸和存儲(chǔ)的要求，為此，可以采用模擬處理技術(shù)，再通過(guò)模-數(shù)轉(zhuǎn)換得到編碼，不過(guò)多數(shù)是采用數(shù)字編碼技術(shù)，其編碼方法可以對(duì)圖像逐點(diǎn)進(jìn)行加工，也可以對(duì)圖像施加某種變換或基于區(qū)域、特征進(jìn)行編碼.（3）圖像增強(qiáng).圖像增強(qiáng)目的是使圖像清晰或?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為更適合人或機(jī)器分析的形式，常用的圖像增強(qiáng)方法有：灰度等級(jí)直方圖處理;干擾抵制;邊緣銳化;偽彩色處理.（4）圖像恢復(fù).其目的是除去或減少在獲得圖像過(guò)程中因各種原因產(chǎn)生的退化，可能是光學(xué)系統(tǒng)的像差或離焦、攝像系統(tǒng)與被攝物之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、電子或光學(xué) 系統(tǒng)的噪聲和介于攝像系統(tǒng)與被攝像物間的大氣湍流等.（5）圖像分割.將圖像劃分為一些互不重疊的區(qū)域，每一區(qū)域是像素的一個(gè)連續(xù)集.通常采用把像素分入特定區(qū)域的區(qū)域法和尋求區(qū)域之間邊界的境界法.這2種方法都可以利用圖像的紋理特性實(shí)現(xiàn)圖像分割.（6）圖像分析.從圖像中抽取某些有用的度量、數(shù)據(jù)或信息，其目的是得到某種數(shù)值結(jié)果.圖像分析的內(nèi)容和模式識(shí)別、人工智能的研究領(lǐng)域有交叉，但圖像分析與典型的模式識(shí)別有區(qū)別.圖像分析需要用圖像分割方法抽取出圖像的特征，然后對(duì)圖像進(jìn)行符號(hào)化的描述，這種描述不僅能對(duì)圖像中是否存在某一特定對(duì)象作出回答，還能對(duì)圖像內(nèi)容作出詳細(xì)描述.

4 圖像處理技術(shù)未來(lái)研究重點(diǎn)

圖像壓縮：圖像壓縮分無(wú)損及有損壓縮兩類(lèi)。無(wú)損壓縮由于其壓縮比有一定的極限，所以目前已經(jīng)不是研究的熱點(diǎn)，大家的研究主要集中在有損壓縮上。所謂的有損壓縮就是壓縮后圖像的某些信息會(huì)丟失。三維重建：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，已從平面向三維空間發(fā)展。在地圖方面，延續(xù)千年的平面地圖已有被三維電子地圖取代的趨勢(shì)。另外，三維重建在考古研究方面也有不可替代的作用，將把考古學(xué)推上一個(gè)新臺(tái)階。虛擬現(xiàn)實(shí)：計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度發(fā)展到今天，已為虛擬現(xiàn)實(shí)提供了可能。網(wǎng)上虛擬現(xiàn)實(shí)、可視電話及會(huì)議系統(tǒng)等方面的發(fā)展與應(yīng)用為數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。

5 計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的未來(lái)創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)

隨著相關(guān)人員的深入研究和創(chuàng)新，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)也越來(lái)越完善，并且朝著多媒體化、智能化、高分辨率、高傳輸率、高清晰度、實(shí)時(shí)處理、多為成像以及三維成像的方向發(fā)展.

5.1 功能的集成化趨勢(shì)

在計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的發(fā)展中，會(huì)朝著功能的集成化發(fā)展.將不同的功能進(jìn)行集成，將圖像處理技術(shù)功能也在芯片上集成，從而提升計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的綜合性能，為人們的生活需要提供便捷的服務(wù).

5.2 算法不斷完善的趨勢(shì)

針對(duì)計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，有不同的處理方法，而不同的處理方法需要運(yùn)用不同的算法.近幾年來(lái)，科研人員對(duì)于計(jì)算機(jī)處理技術(shù)的研究不斷深入，各類(lèi)算法也得到一定程度的完善，同時(shí)也出現(xiàn)了很多新的算法，為人們的工作和生活提供了很大的便利，例如分形集合，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，遺傳算法，小波分析等等.而算法的完善和更新，使得人們對(duì)圖像的處理速度加快，對(duì)圖像的處理更加的精準(zhǔn)，從而方便了人們的日常工作需要.

5.3 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)必將朝著實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像技術(shù)的趨勢(shì)發(fā)展.例如可以將計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)與人工智能、人工成像技術(shù)等技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，提升工作效率，促進(jìn)社會(huì)的效益

6 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于人們生活的方方面面，并且發(fā)揮著不可取代的作用.而且隨著研究的深入，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大.所以我們要不斷地研究和探索計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，使其發(fā)揮更加強(qiáng)大的功能和作用，促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展.

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