數(shù)字圖像處理技術(shù)及其應(yīng)用

張一帆

（延邊大學(xué)工學(xué)院，吉林 延邊 133002）

0 引言

數(shù)字圖像處理技術(shù)是較為新興的技術(shù)內(nèi)容,是對圖像信號進(jìn)行有效的處理,可以提升圖像整體的視覺效果。 利用數(shù)字圖像在信號采集、處理、識別、轉(zhuǎn)化中的處理技術(shù),可以將其廣泛地應(yīng)用在社會(huì)科技研究領(lǐng)域,為技術(shù)人員提供參考。 基于此,在日常生活過程中,人們需要強(qiáng)化對圖像處理的能力,深入探究數(shù)字圖像處理技術(shù),展示數(shù)字圖像的優(yōu)勢。

1 數(shù)字圖像處理特點(diǎn)與過程

社會(huì)信息技術(shù)的快速發(fā)展,使數(shù)字圖像處理技術(shù)得到了快速的變革。 首先,在數(shù)字圖像處理的過程中,信息技術(shù)使圖像在輸入與輸出的過程中保持內(nèi)容的一致。 其次,在利用數(shù)字圖形處理技術(shù)中,可以將有關(guān)細(xì)節(jié)內(nèi)容處理得更加精準(zhǔn),強(qiáng)化圖像的質(zhì)量。 特別在二維數(shù)字圖像中,相關(guān)數(shù)據(jù)也是基于二維數(shù)據(jù)內(nèi)容,完成16 級、32 級、64 級的圖像處理工作,不但可以保留精準(zhǔn)的像素位數(shù),還能夠在此過程中,強(qiáng)化圖像的精準(zhǔn)度,使其數(shù)組內(nèi)容不受限制。 再次,數(shù)字圖像處理方法有很多中,種類十分多元化,如:圖像內(nèi)容、X 射線內(nèi)容、超聲波內(nèi)容、紅外線內(nèi)容等,通過有效的處理,對數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像的轉(zhuǎn)化。 最后,在數(shù)字圖像處理后,可以將圖像邏輯關(guān)系進(jìn)行非線性處理,提升處理的靈活度,進(jìn)而滿足對圖像壓縮、掃描、復(fù)原等需求。 可以說,在當(dāng)前數(shù)字圖像處理時(shí)期,圖像經(jīng)歷萌芽、初期、飛躍、分化的階段,已經(jīng)具備一定的基礎(chǔ),并在其后不同行業(yè)的快速發(fā)展中,為其提供相應(yīng)的技術(shù)支撐,使后續(xù)的數(shù)字處理技術(shù)符合需求,將有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)模塊應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)之中,滿足圖像處理數(shù)據(jù)的相關(guān)需求。

2 數(shù)字圖像處理技術(shù)的具體內(nèi)容

2.1 圖像數(shù)字化處理

在進(jìn)行數(shù)字圖像處理的過程中,需要利用傳感器對圖像的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化的轉(zhuǎn)變,同時(shí),還要確保有關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容在輸入前及輸出后的內(nèi)容是一致的。 這就運(yùn)用到數(shù)字化處理的兩個(gè)階段,一個(gè)是取樣階段,一個(gè)是量化階段。 取樣階段可以將圖像中的每個(gè)像素坐標(biāo)以數(shù)字化的形式展現(xiàn)出來。 量化階段將像素幅值以運(yùn)用數(shù)字化的形式表現(xiàn)出來。 由此可以得出一個(gè)新的展現(xiàn)階段,無論是圖像處理的量化還是取樣階段的呈現(xiàn),其關(guān)注點(diǎn)都是圖像的清晰度。 有關(guān)圖像背景與前景的像素處理工作可以為數(shù)字處理提供更好的理論基礎(chǔ),為后續(xù)數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展提供有效的根基［1］。

2.2 圖像壓縮的處理

在數(shù)字圖像處理的過程中會(huì)涉及圖像的壓縮處理工作,而圖像壓縮的基本原理,則是通過變換與組合的方式,對現(xiàn)有的圖像數(shù)據(jù)源進(jìn)行內(nèi)容的簡化與壓縮,圖像通過簡單的代碼就能展現(xiàn)出來。 圖像壓縮的原理與數(shù)字關(guān)聯(lián)性、視覺心理有著極大的關(guān)系,并通過編碼器與解碼器的協(xié)作,將解碼后的圖像數(shù)據(jù)與預(yù)案中的圖像數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行整合,才能在合理范圍內(nèi)運(yùn)用壓縮系統(tǒng)完成圖片處理的工作,實(shí)現(xiàn)無損壓縮,相反,就會(huì)生成圖片的有損壓縮。

2.3 圖像的增強(qiáng)與圖像復(fù)原處理

在數(shù)字圖像處理的過程中,需要通過不同的技術(shù)手段,對原始圖像內(nèi)容進(jìn)行像素的增強(qiáng)及清晰度復(fù)原工作,這一內(nèi)容就涉及工作人員對圖像的增強(qiáng)處理能力。 通過現(xiàn)代化的技術(shù)手段,將圖像中的信息重點(diǎn)凸顯出來,改進(jìn)圖像退化的現(xiàn)象,才能強(qiáng)化對圖像的增強(qiáng)工作［2］。 特別是不同圖像的空間各不相同,所以在進(jìn)行增強(qiáng)處理的過程中,需要強(qiáng)化圖像的空間域及頻率域等完成相關(guān)工作。 常見的處理方式是對圖像進(jìn)行銳化、修正、偽彩色增強(qiáng)等。 而對圖像進(jìn)行復(fù)原處理工作,多是對退化的圖像內(nèi)容進(jìn)行原版的恢復(fù),使處理過后的圖像與處理前的原圖像一致,常見的處理方式是利用代數(shù)復(fù)原、幾何矯正、頻域復(fù)原等［3-4］。

3 數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

隨著數(shù)字圖像處理技術(shù)的完善,其應(yīng)用的領(lǐng)域非常之廣［5］。 小到對人們?nèi)粘Ｉ钪械膱D像內(nèi)容進(jìn)行處理工作,大到航空航天領(lǐng)域的空中攝影、偵察機(jī)掃描、遙感處理等內(nèi)容,都是通過數(shù)字圖像技術(shù)分析與處理圖像內(nèi)容的。 數(shù)字圖像處理技術(shù)可以有效運(yùn)用到醫(yī)學(xué)研究的過程中,如較為常用的醫(yī)療CT。 這也是將數(shù)字處理與圖像運(yùn)用相結(jié)合最早的一個(gè)領(lǐng)域,將數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)學(xué)之中,可以增強(qiáng)圖像的處理能力,將其應(yīng)用到X 光肺部圖像呈現(xiàn)、超聲波處理、心電圖的分析等。 將數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用到通信領(lǐng)域,通過數(shù)字的多媒體技術(shù)與圖像處理內(nèi)容相結(jié)合,將圖像與信息技術(shù)、通信技術(shù)相關(guān)聯(lián),完成數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)傳輸工作,這也是集合數(shù)字、圖像、通信等內(nèi)容的代表。 在工業(yè)與工程方面,將數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用到自動(dòng)設(shè)備之中,完成對零件質(zhì)量的檢測功能,還可以在自動(dòng)裝配線中利用彈性力學(xué)的原理,完成裝配的應(yīng)力分析［6］。不僅如此,數(shù)字圖像處理技術(shù)的過人之處在于,對軍事方面,利用數(shù)字圖像處理技術(shù),完成相關(guān)的偵查工作。數(shù)字圖像處理不僅可以為導(dǎo)彈助導(dǎo),還可以利用偵察的方式,對人臉、指紋等進(jìn)行復(fù)原識別,大大提升精準(zhǔn)度。 除上述的處理技能外,數(shù)字圖像處理技術(shù)對當(dāng)代媒體編輯、平面設(shè)計(jì)、服裝造型設(shè)計(jì)、文物復(fù)原等方面起著重要的作用,對社會(huì)的發(fā)展具有重大意義。

4 數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展趨勢

縱觀數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展,從其產(chǎn)生發(fā)展至今,僅有30 年的光景,但它的發(fā)展前所未有,廣泛地為各行業(yè)提供支撐。 數(shù)字圖像處理技術(shù)可以強(qiáng)化圖像的高分辨率,向更高效化、高清化、智能化的方向發(fā)展,并將該內(nèi)容應(yīng)用到互聯(lián)網(wǎng)之中,利用數(shù)字圖像處理的高清度與高效化內(nèi)容相關(guān)聯(lián),用互聯(lián)網(wǎng)自身的技術(shù)內(nèi)容去量化,以更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)與內(nèi)容向社會(huì)大眾提供有效的信息。 同時(shí),基于信息技術(shù)的快速發(fā)展,社會(huì)對于信息內(nèi)容的提取要求更為多元化、嚴(yán)格化,所以,在后續(xù)的數(shù)字圖像處理工作中,將數(shù)字內(nèi)容的精度化與智能技術(shù)相關(guān)聯(lián),強(qiáng)化整體的圖像處理能力,提升處理速度,才能為數(shù)字圖像的發(fā)展帶去更多探索［7］。

當(dāng)然,數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展需要結(jié)合智能技術(shù),一同完成對圖像處理的工作。 典型的研發(fā)案例就是對于機(jī)器人在三維空間上的操控。 如:在航空航天發(fā)展過程中,在探索星球的活動(dòng)當(dāng)中,可以利用數(shù)字圖像的網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù),在機(jī)器人身上裝有攝像機(jī),操控機(jī)器人的行為,強(qiáng)化機(jī)器人對星球真實(shí)環(huán)境的拍攝,還原真實(shí)的地貌內(nèi)容,并將有效數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)操控中心,將傳遞來的信息內(nèi)容應(yīng)用到人們生產(chǎn)、生活之中,結(jié)合工具內(nèi)容對未知世界的環(huán)境進(jìn)行窺探與復(fù)原。 這種做法將促進(jìn)我國圖像從二維向著三維的方向發(fā)展,使數(shù)字圖像技術(shù)在地圖繪制方面的作用不斷強(qiáng)化,為人類生活的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述,隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)字圖像處理技術(shù)也將向著大數(shù)據(jù)、人工智能化的方向轉(zhuǎn)變,并通過圖像分析、圖像數(shù)據(jù)的增強(qiáng)、分割、復(fù)原等內(nèi)容,將數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域之中,并在處理的過程中,結(jié)合實(shí)際需求,把控好有關(guān)整體與局部的關(guān)系,選用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)行內(nèi)容的強(qiáng)化和提升圖像的質(zhì)量。當(dāng)然,數(shù)字圖像處理技術(shù)對于人們?nèi)粘Ｉ疃?也有很多作用。 將圖像應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)中可以強(qiáng)化圖像的高清、高效處理的能力,實(shí)踐強(qiáng)、應(yīng)用前景好,所以要不斷強(qiáng)化其技術(shù)應(yīng)用的能力,促進(jìn)我國該項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展,造福更多領(lǐng)域。