智能圖像處理與儀器分析的融合發(fā)展

程佳兵，宋澤生，王 君，高驥忠，章舒穎，蔡慧婷

（1.廣州南方學(xué)院，廣東 廣州 510970；2.南昌大學(xué)，江西 南昌 330031）

1 引言

圖像作為人類感知世界的視覺(jué)基礎(chǔ)，是人類獲取信息、表達(dá)信息和傳遞信息的重要工具[1]。智能化圖像處理技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模仿和執(zhí)行人腦的思維和決策，實(shí)現(xiàn)智能分析處理圖像[2-3]。隨著機(jī)器人視覺(jué)、多媒體視頻檢索等多項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展，智能化圖像處理技術(shù)已被應(yīng)用到醫(yī)學(xué)、電子學(xué)、化工化學(xué)等學(xué)科當(dāng)中，智能化圖像處理技術(shù)已經(jīng)成為諸多領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)揮著重要的作用。智能化圖像處理作為一門實(shí)踐性的新型學(xué)科，使人類對(duì)圖像處理進(jìn)行廣泛應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)性能的增強(qiáng)，智能化圖像處理技術(shù)不斷提高，應(yīng)用在儀器分析中的效果會(huì)顯著提高，智能化圖像處理技術(shù)可快速、精準(zhǔn)、智能地進(jìn)行圖像處理[4-6]，因此，與智能化圖像處理技術(shù)相結(jié)合的儀器分析更能滿足實(shí)際需求。

2 儀器分析

儀器分析是指以先進(jìn)技術(shù)及儀器設(shè)備作為技術(shù)支撐，通過(guò)對(duì)物質(zhì)的定量定性分析，獲取物質(zhì)的組成或結(jié)構(gòu)等信息的方法。根據(jù)分析方法原理的不同，常用的儀器分析方法有電化學(xué)分析法、核磁共振波譜法、原子發(fā)射光譜法等[7-9]。

3 儀器分析與智能化圖像處理相輔相成

3.1 儀器分析為智能化圖像處理提供新的應(yīng)用場(chǎng)景

儀器分析為智能化圖像處理技術(shù)提供了新的應(yīng)用領(lǐng)域[10]，如色譜儀、X線機(jī)、核磁共振等。在這些分析儀器當(dāng)中，智能化圖像處理技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，它是儀器分析成像必不可少的技術(shù)之一。分析儀器在掃描樣品時(shí)，能夠通過(guò)智能化圖像處理技術(shù)分析獲取的圖像，可保證圖像的高清晰度和穩(wěn)定輸出。因此，利用智能化圖像處理技術(shù)，分析儀器能夠更加快速高效分析樣品。

3.2 智能化圖像處理促進(jìn)儀器分析的發(fā)展

智能化圖像處理技術(shù)能夠處理復(fù)雜圖譜[11]。在光譜儀檢測(cè)圖譜時(shí)使用智能化圖像處理技術(shù)能夠分析出復(fù)雜圖譜的可能結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)其圖像進(jìn)行處理和分類，并快速傳送至分析中心，加快研究分析的進(jìn)度。

分析儀器在智能化圖像處理技術(shù)的協(xié)助下，可使各種顯微圖像被清晰觀察到，并對(duì)各種成分進(jìn)行分析，如分析植物中的各類化學(xué)物質(zhì)。研究員對(duì)植物中物質(zhì)有更為直觀的了解后作相應(yīng)判斷，提取出需要的部分。此外，智能化圖像處理技術(shù)在核磁共振波普法中也被廣泛使用。運(yùn)用智能化圖像處理技術(shù)能夠獲得更加詳細(xì)的信息以及更高清晰度的圖像，儀器分析因這些優(yōu)勢(shì)有了新的發(fā)展空間，更加充分地發(fā)揮出了儀器分析在分析測(cè)試方面的優(yōu)勢(shì)，從而推動(dòng)了新型分析儀器的快速發(fā)展。

儀器分析的發(fā)展和智能化圖像處理技術(shù)是相輔相成、相互促進(jìn)、相互影響的關(guān)系。儀器分析為智能化圖像處理技術(shù)創(chuàng)造了新的應(yīng)用領(lǐng)域，智能化圖像處理技術(shù)為新型分析儀器開(kāi)創(chuàng)了更多的發(fā)展空間。

4 儀器分析與智能化圖像處理技術(shù)相結(jié)合發(fā)展的優(yōu)勢(shì)

4.1 促進(jìn)分析儀器應(yīng)用創(chuàng)新

儀器分析與智能化圖像處理技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用，將大大提高分析儀器的分析水平，加快分析儀器制作企業(yè)的創(chuàng)新步伐，為更多新型分析儀器的產(chǎn)生提供必要的契機(jī)。在相關(guān)分析技術(shù)上，基于智能化圖像處理技術(shù)的分析儀器的應(yīng)用，可以加快推進(jìn)智能影像識(shí)別、譜圖處理、輔助分析等技術(shù)的研發(fā)，為研究員提供實(shí)時(shí)影像和可能結(jié)構(gòu)。

4.2 提高物質(zhì)分析效率

分析設(shè)備為物質(zhì)研究提供重要的平臺(tái)，是研究員提高物質(zhì)分析精確度不可或缺的設(shè)備之一，也是實(shí)驗(yàn)室綜合實(shí)力的重要體現(xiàn)。而儀器分析與智能化圖像處理技術(shù)的結(jié)合，提高了物質(zhì)分析效率的同時(shí)還減少了對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)誤判的概率，大大節(jié)省了分析時(shí)間。因此，實(shí)驗(yàn)室物質(zhì)分析精確度和效率隨著分析儀器與智能化圖像處理技術(shù)結(jié)合得到了顯著的提高。

4.3 促進(jìn)醫(yī)療分析儀器技術(shù)提高

在醫(yī)療分析儀器領(lǐng)域，智能化圖像處理技術(shù)能夠高效處理各種細(xì)微圖像，例如細(xì)胞圖、組織圖，凸顯圖像中的重要信息。讓醫(yī)生可及時(shí)對(duì)人體采取相應(yīng)的治療措施，分析診斷身體健康狀態(tài)。智能化圖像處理技術(shù)，可以使儀器更加快速獲得精準(zhǔn)的圖像，而這項(xiàng)技術(shù)為醫(yī)療儀器來(lái)了新的發(fā)展空間，充分發(fā)揮出醫(yī)療器械在診斷分析中的作用，進(jìn)一步推動(dòng)了新型醫(yī)療器械和智能圖像處理技術(shù)結(jié)合發(fā)展。儀器分析和智能化圖像處理技術(shù)相輔相成、相互促進(jìn)。

5 未來(lái)展望

在物聯(lián)網(wǎng)背景下，儀器分析與智能化圖像處理技術(shù)將迸發(fā)出新的生命力。兩者的結(jié)合能夠在缺乏先進(jìn)分析儀器的情況下進(jìn)行有效分析，提供可靠的遠(yuǎn)程判斷，實(shí)現(xiàn)高水準(zhǔn)的分析技術(shù)。儀器分析與智能化圖像處理技術(shù)兩者結(jié)合后已可廣泛應(yīng)用在各大領(lǐng)域當(dāng)中，如分析測(cè)試和分離提純等領(lǐng)域。而隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，這兩者的結(jié)合應(yīng)用有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。在未來(lái)分析儀器結(jié)合智能化圖像處理技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)得到廣泛普及。

在智能分析產(chǎn)業(yè)化方面，智能化分析儀器已成為了當(dāng)今最主要使用的分析儀器。它能夠快速處理海量譜圖，并自動(dòng)進(jìn)行智能化分類，減少了許多煩瑣的人工操作。圖像處理的智能化為新型分析儀器的產(chǎn)生奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且能為其提供關(guān)鍵技術(shù)支持。未來(lái)的智能化圖像處理技術(shù)也會(huì)與人工智能、5G等技術(shù)一同發(fā)展，與新型分析儀器相結(jié)合，進(jìn)一步加快分析儀器領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。

6 結(jié)語(yǔ)

智能化分析儀器是儀器分析領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展方向，而智能化圖像處理技術(shù)將作為其重要的支撐技術(shù)之一，智能化圖像處理技術(shù)使儀器分析更精準(zhǔn)快速，儀器分析為智能化圖像處理技術(shù)提供更廣闊的應(yīng)用空間，兩者的結(jié)合將加快儀器分析領(lǐng)域的發(fā)展，使其得到更廣泛的應(yīng)用。