數(shù)字圖像處理技術(shù)在融媒體時(shí)代的應(yīng)用研究

王晉

關(guān)鍵詞：融媒體；計(jì)算機(jī)技術(shù)；傳媒行業(yè)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）02-0087-03

數(shù)字圖像處理技術(shù)是一種利用電子計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)手段來對(duì)圖像進(jìn)行處理的多媒體技術(shù)，同時(shí)其也是一種先進(jìn)的電子傳媒技術(shù)，對(duì)于傳媒行業(yè)來講有著十分重要的影響。與此同時(shí)，傳媒行業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的大范圍應(yīng)用也必將推動(dòng)著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷地更新和發(fā)展，使得諸如圖像處理、聲音處理以及VR技術(shù)等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷優(yōu)化。而如何能夠有效地在融媒體時(shí)代下應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)成了當(dāng)下傳媒行業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵命題。

1 數(shù)字圖像處理技術(shù)概述

數(shù)字圖像處理技術(shù)指的是利用計(jì)算機(jī)來對(duì)圖像進(jìn)行去噪、增強(qiáng)、復(fù)原以及分割等處理的一種技術(shù)[1]。數(shù)字圖像處理技術(shù)于20世紀(jì)50年代左右出現(xiàn)，經(jīng)過了十幾年的發(fā)展逐漸成了一個(gè)專門的學(xué)科，并于20世紀(jì)70年代將數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用在了醫(yī)學(xué)方面，而后經(jīng)過不斷的演變，數(shù)字圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用在了傳媒、藝術(shù)、文化、航空以及商務(wù)等領(lǐng)域之內(nèi)。

2 數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)傳媒發(fā)展的影響

2.1 改變了傳媒的載體

近年來，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化信息、數(shù)字化通信等技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域之內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，而我國(guó)大規(guī)模建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)也標(biāo)志著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展邁入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，手機(jī)、平板等無線設(shè)備已經(jīng)成了人們溝通交流和獲取信息的主要方式。例如，各種安裝在智能手機(jī)中的客戶端，人們通過登錄手機(jī)客戶端就可以隨時(shí)隨地瀏覽新聞信息，并就熱點(diǎn)話題發(fā)表自己的看法或者與網(wǎng)友進(jìn)行交流。

2.2 改變了信息的結(jié)構(gòu)內(nèi)容

受限于科技發(fā)展水平，在計(jì)算機(jī)技術(shù)出現(xiàn)的初級(jí)階段，文字是信息傳播的主要途徑，而得益于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起，使得圖文開始替代文字成為信息傳播的主要方式，進(jìn)而又由圖文形式進(jìn)化成了以視頻為主的信息傳播模式。并且伴隨著各大網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建立，逐漸走上了多元化的發(fā)展道路，進(jìn)而對(duì)新聞資訊的傳播產(chǎn)生了極大的影響。視頻播放作為一種具有清晰、直觀、生動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)的傳播媒介，能夠在最大程度上滿足用戶的需求，并且用戶還可以在各大網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上發(fā)表自身對(duì)各種熱點(diǎn)話題的意見和看法，極大豐富了網(wǎng)絡(luò)媒體的信息量。尤其是對(duì)于在線視頻來講，其不僅形式發(fā)展多元化，而且能夠?qū)崟r(shí)與觀眾進(jìn)行溝通交流，用戶只需使用智能終端設(shè)備就能夠隨時(shí)隨地通過視頻直播來獲取自己想要的信息內(nèi)容，因而廣受用戶的追捧。

3 數(shù)字圖像處理技術(shù)在傳媒之中的應(yīng)用

數(shù)字圖像技術(shù)并非一種單獨(dú)存在的圖像處理技術(shù)，它指的是一個(gè)技術(shù)分類的總稱，在此技術(shù)之上還能夠細(xì)化出許多和圖像處理相關(guān)的技術(shù)，而我們?cè)趥髅街谐Ｓ玫膱D形圖像處理技術(shù)有：

3.1 圖像識(shí)別、掃描、匹配技術(shù)

對(duì)圖像的識(shí)別、掃描以及匹配技術(shù)是數(shù)字圖像技術(shù)中的基礎(chǔ)，這種技術(shù)的主要功能是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的識(shí)別、掃描、匹配對(duì)圖像中的信息進(jìn)行提取[2]。當(dāng)前階段，這種技術(shù)不僅被應(yīng)用于媒體行業(yè)之中，同時(shí)也被廣泛應(yīng)用于諸如指紋識(shí)別、人臉識(shí)別等安全領(lǐng)域之內(nèi)。

數(shù)字圖像配準(zhǔn)則是將不同時(shí)間點(diǎn)、不同成像設(shè)備、不同條件下拍攝的兩幅圖像進(jìn)行般配和疊加的過程，是對(duì)圖像進(jìn)行匹配時(shí)常用的一種技術(shù)，現(xiàn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在了計(jì)算機(jī)視覺、圖像辦理等領(lǐng)域之內(nèi)。對(duì)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)主要的流程為：首先對(duì)每一個(gè)圖像信息模式建立一個(gè)F（X，Y）二維坐標(biāo)系，并在該坐標(biāo)系之中定義參照點(diǎn)之間的相似函數(shù)；其次，對(duì)圖像的參照特點(diǎn)進(jìn)行切割，并對(duì)參數(shù)特點(diǎn)之間的相似函數(shù)進(jìn)行定義；最后，采用優(yōu)化算法來將上述步驟中得到的相似函數(shù)達(dá)到全局最值，從而對(duì)兩幅圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。在該過程中，參照特點(diǎn)和對(duì)優(yōu)化算法的選擇是進(jìn)行圖像配準(zhǔn)的關(guān)鍵，同時(shí)也是不同樣配準(zhǔn)算法的差別之處。

3.2 數(shù)字圖像復(fù)原及增強(qiáng)技術(shù)

圖像復(fù)原以及增強(qiáng)技術(shù)主要被用于對(duì)損壞的或者部分損壞的圖像進(jìn)行修復(fù)和復(fù)原，其主要采用的圖像濾波進(jìn)行技術(shù)處理的手段來對(duì)圖像進(jìn)行修復(fù)和美化，如果不考慮圖像的失真，那么就可以使用圖像增強(qiáng)復(fù)原技術(shù)直接保留圖像中有用的部分[3]。這種技術(shù)能夠大大改善圖像的質(zhì)量、提升圖像的清晰度，并同時(shí)濾除圖像中的噪聲，重點(diǎn)突出圖像中要表達(dá)的內(nèi)涵，從而提高了圖像的辨別能力，以滿足在某種特定場(chǎng)景中使用的需求。因此被廣泛應(yīng)用在了媒體制作以及攝影制作等領(lǐng)域之內(nèi)。

通常來講，數(shù)字圖圖像增強(qiáng)復(fù)原技術(shù)有灰度變換和直方圖兩種不同的方式。具體來講，灰度變換依據(jù)處理方式的不同又可以細(xì)分為分段變換處理、線性變換處理以及非線性變換處理三種方式。線性變換指的是結(jié)合信號(hào)和系統(tǒng)工作原理對(duì)圖像進(jìn)行簡(jiǎn)單的加減法，已達(dá)到提升較為黑暗圖像亮度的目的；非線性變換則是一種使用對(duì)數(shù)變換、積分變換等非線性函數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像進(jìn)行處理的方式。

直方圖則是一種用來對(duì)圖像灰度關(guān)系進(jìn)行描述的方法，依據(jù)直方圖的關(guān)系就可以直接對(duì)圖像的暗亮程度進(jìn)行判斷?；叶葘哟卧綖轱@著，則證明圖像的對(duì)比度就越好，那么圖像就會(huì)越清晰。一般我們采用直方圖主要是利用累計(jì)分布關(guān)系來將圖像上各個(gè)具有相同灰度概率的點(diǎn)進(jìn)行均勻分布，而對(duì)這些灰度相同的點(diǎn)進(jìn)行分布時(shí)又有均衡式和匹配式兩種不同的方法[4]。具體來講，均衡可以在很大程度上增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，降低圖像的灰度等級(jí)，并使得灰度范圍擴(kuò)大，從而形成了一種近似的直方圖，而為了對(duì)其進(jìn)行修改則引入了匹配的方式，主要使用累計(jì)算法來對(duì)直方圖進(jìn)行修復(fù)。下圖1展示的是原圖像以及采用匹配方式進(jìn)行修復(fù)后直方圖的對(duì)比。

3.3 數(shù)字圖像分割技術(shù)

數(shù)字圖像分割技術(shù)主要是用于對(duì)圖像進(jìn)行處理，將所需要的部分提取出來，并通過局部去逐漸理解整個(gè)圖像。一般我們常用的數(shù)字圖像分割方式有以下幾種：

1） 灰度閾值分割

這是一種利用定義后的閾值來對(duì)圖像進(jìn)行分割的方式，閾值的選取關(guān)系函數(shù)為：

在該公式中，T表示為閾值，在根據(jù)函數(shù)所計(jì)算出來的結(jié)果大于或等于閾值的情況下會(huì)對(duì)圖像進(jìn)行分割；而在計(jì)算結(jié)果小于閾值的情況下，不會(huì)對(duì)圖像進(jìn)行分割[5]。閾值分割法操作簡(jiǎn)單、易于理解，因此常常被用于圖像的設(shè)計(jì)方面，而除了常用于對(duì)圖像進(jìn)行分割的方法。

2） 邊緣檢測(cè)分割

邊緣是圖像局部亮度變化最為明顯的部分，采用邊緣檢測(cè)法來對(duì)圖像進(jìn)行分割的原理是先對(duì)邊緣點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，再依據(jù)一定的方法將邊緣點(diǎn)連接成邊緣線，進(jìn)而對(duì)圖像進(jìn)行分割。由于圖像上邊緣的領(lǐng)域是圖像中一個(gè)灰度級(jí)變化較為劇烈的地方，因此，衡量這種變量最為直接有效的特征便是變化率和變化方向，站在數(shù)學(xué)的角度來看，便是梯度向量和幅值向量。因而，我們首先對(duì)圖像建立一個(gè)坐標(biāo)f（x，y），對(duì)其梯度的最大值和方向進(jìn)行求解。在已知f（x，y）在q方向88沿r的梯度定義為：

3.4 數(shù)字化圖像技術(shù)

圖形圖像的數(shù)字化轉(zhuǎn)換主要是利用計(jì)算機(jī)將圖像進(jìn)行數(shù)字化的處理，并將具體的圖像轉(zhuǎn)化為可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)之中的數(shù)字化格式圖像。通常，這種對(duì)于圖像的處理方式十分復(fù)雜，但同時(shí)也是多媒體領(lǐng)域內(nèi)常用的一種技術(shù)，其具體的操作流程一共有三個(gè)步驟：

1） 式樣采取

對(duì)式樣進(jìn)行采取多選取的是多點(diǎn)像素來展示圖像，以將真實(shí)的圖像利用分辨率來將其存儲(chǔ)至計(jì)算機(jī)之中。一般來講，圖像的儲(chǔ)存量越大，那么圖像在計(jì)算機(jī)上顯示的畫面就越逼真。

2） 量化處理

量化處理指的是主要采用數(shù)字圖像技術(shù)所具有的大范圍展示的處理方式來對(duì)圖像進(jìn)行批量化處理的一種方法，通常使用對(duì)圖像色彩以及分辨率進(jìn)行量化處理的模板來反映式樣的質(zhì)量以及具體內(nèi)容。

3） 編碼壓縮

一般對(duì)圖像使用數(shù)字圖像技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化處理之后，圖像的存儲(chǔ)數(shù)量和內(nèi)容都會(huì)變大，因此對(duì)經(jīng)過數(shù)字圖像技術(shù)處理過后的圖像要進(jìn)行壓縮處理。對(duì)圖像的對(duì)應(yīng)編碼進(jìn)行壓縮，以便實(shí)現(xiàn)圖像間進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸?shù)南嗷マD(zhuǎn)換。常見的用于圖像編碼壓縮的格式有BMP、Jpeg、Gif、FPX、PNG、EPS等。在此對(duì)各種不同編碼格式下的同一張大小為1.2Mb的TGA圖片進(jìn)行壓縮。對(duì)圖像進(jìn)行編碼的主要目的是降低圖像的冗余度，我們假設(shè)在原圖像中有m個(gè)數(shù)據(jù)，那么經(jīng)過編碼壓縮之后則有n個(gè)數(shù)據(jù)，圖像的壓縮率為t，使用公式來表示為：t = m/n，圖像的冗余度為：s = 1 - 1/t。

4 5G 時(shí)代VR/AR 在融媒體中的應(yīng)用

5G是一個(gè)萬物互聯(lián)的時(shí)代，“人-機(jī)-物”在5G環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了泛在互聯(lián)的和諧統(tǒng)一。5G技術(shù)的誕生和廣泛應(yīng)用還為多種新興技術(shù)的應(yīng)用提供了良好的環(huán)境，為傳媒行業(yè)的升級(jí)和發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。例如，5G技術(shù)所擁有的高帶寬、低延時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，使得其能夠?yàn)橐苿?dòng)終端的超高清流媒體新聞點(diǎn)播服務(wù)以及VR/AR全景視頻直播服務(wù)提供技術(shù)上的支撐。5G技術(shù)也為新聞媒體行業(yè)的發(fā)展帶來了深遠(yuǎn)的影響，在5G技術(shù)的支持下，新聞媒體便可以利用VR/AR技術(shù)為用戶搭建起一個(gè)虛擬和現(xiàn)實(shí)結(jié)合的使用場(chǎng)景，使得用戶能夠身臨其境地閱覽新聞內(nèi)容，極大的提升用戶的使用體驗(yàn)感和交互性，讓用戶感覺自身仿佛也置身于新聞事件的第一現(xiàn)場(chǎng)，成了整體新聞事件的目擊人[6]。例如，在2018年9月份，美國(guó)的天氣預(yù)報(bào)節(jié)目《The Weather Channel》在對(duì)颶風(fēng)肆虐的新聞事件進(jìn)行報(bào)道的過程中，就采用了虛擬和現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的方式，整個(gè)電視屏幕上面為觀眾呈現(xiàn)的全是狂風(fēng)暴雨的畫面，并隨著主持人播報(bào)內(nèi)容的不同，屏幕變幻出不同的天氣場(chǎng)景畫面，為觀眾帶來了極為震撼和真實(shí)的視覺感受。

而現(xiàn)有的AR解決方案大都是以App為基礎(chǔ)的，因而，AR應(yīng)用的普適性問題得到了明顯的改善，虛實(shí)融合的效果也有明顯的提升，但沉浸感則稍差。而獨(dú)立的App模式又在一定程度上提升了用戶的準(zhǔn)入門檻，致使AR/VR技術(shù)在融媒體行業(yè)中的使用成本不斷攀升。通過對(duì)AR/VR技術(shù)的誕生以及發(fā)展歷程中我們可以總結(jié)出，在未來移動(dòng)端的AR技術(shù)將會(huì)朝著更加輕量化的方向發(fā)展，而諸如具備跨平臺(tái)、跨領(lǐng)域的AR/VR技術(shù)將會(huì)受到各行各業(yè)的青睞。Web AR開放服務(wù)平臺(tái)通過URL技術(shù)能夠連接到微信公眾號(hào)、微博、抖音等網(wǎng)絡(luò)社交平臺(tái)，同時(shí)也能夠連接到今日頭條、網(wǎng)易新聞以及鳳凰網(wǎng)等具體的新聞媒體移動(dòng)客戶端。

在當(dāng)今信息化高度發(fā)展的時(shí)代中，VR/AR技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要的創(chuàng)新趨勢(shì)就是由Web VR/AR到WebAI。但從現(xiàn)在的發(fā)展水平來看，H5網(wǎng)頁還只是具備對(duì)文字、圖片以及聲音等基礎(chǔ)性內(nèi)容進(jìn)行顯示的功能，但隨著技術(shù)的不斷向前發(fā)展，當(dāng)Wed AI的時(shí)代來臨之后，H5網(wǎng)頁也會(huì)迎來一次革命性的升級(jí)，使得H5網(wǎng)頁不僅具備了人工智能的相關(guān)功能，同時(shí)還具有對(duì)萬物進(jìn)行識(shí)別的能力。此時(shí)的AR/VR所覆蓋的領(lǐng)域?qū)?huì)涉及WebRTC、Extensible Web、MSE、Web Compo?nents、Service Workers、WebAuthn、Web Assembly、WebPerf、Web Payments、Immersive Web等。

5 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息化技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代中，信息技術(shù)革命的浪潮不斷推動(dòng)著我國(guó)社會(huì)向前發(fā)展。在這種大的背景之下，傳媒行業(yè)要想獲得良好的發(fā)展，就必須要轉(zhuǎn)變自身的發(fā)展理念，充分利用各種高科技手段來促進(jìn)自身的轉(zhuǎn)型發(fā)展。計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)使得人們對(duì)于圖像進(jìn)行修飾、編輯、拼接以及模糊化等操作變得更加的簡(jiǎn)單和高效，極大滿足了傳媒活動(dòng)的需求。并且隨著對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷研究和提升，其未來在傳媒領(lǐng)域內(nèi)將會(huì)有著更為廣泛和深入的應(yīng)用。