数字图像处理技术现状与展望 (1)

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1、万方数据数字图像处理技术现状与展望朱睿(电子科技大学电子工程学院四川成都611731)科学论坛N●I[摘要]随着多媒体和通信技术的快速发展，多媒体信息的传输对数据的存储和传输提出了更高的要求，也给现有的有限带宽以严峻的考验，特别是具有庞大数据量的数字图像通信，更难以传输和存储。极大地制约了图像通信比如图像处理技术的发展。所以在计算机图像处理技术的研发方面，必须随时掌握国际动态，才能把握好方向。本文就数字图像处理技术现状与展望进行探讨。[关键词]数字图像处理技术应用展望中图分类号：TP393．41文献标识码：A文章编号：1009—914X(20

2、11)14—0097—02数字图像处理(DigitalImageProcessing)又称为计算机图像处理．它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平．人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大‘约形成于20世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。目前数字图像处理

3、的基本特点数字图像处理占用的频带较宽。与语言信息相比，占用的频带要大几个数量级。如电视图像的带宽约5．6MHz，而语音带宽仅为4kHz左右。所以在成像、传输、存储、处理、显示等各个环节的实现上，技术难度较大，成本亦高，这就对频带压缩技术提出了更高的要求。数字图像中各个像素是不独立的，其相关性大。在图像画面上，经常有很多像素有相同或接近的灰度。就电视画面而言，同一行中相邻两个像素或相邻两行间的像素．其相关系数可达0．9以上，而相邻两帧之间的相关性比帧内相关性一般说还要大些。因此，图像处理中信息压缩的潜力很人。数字图像处理后的图像一般是给人观察和

4、评价的，因此受人的因素影响较大。由于人的视觉系统很复杂，受环境条件、视觉性能、人的情绪爱好以及知识状况影响很大，作为图像质量的评价还有待进一步深入的研究。另一方面，计算机视觉是模仿人的视觉，人的感知机理必然影响着讨‘算机视觉的研究。例如，什么是感知的初始基元，基元是如何组成的，局部与全局感知的关系，优先敏感的结构、属性和时间特征等，这些都是心理学和神经心理学正在着力研究的课题。数字图像处理技术的优点(1)再现性好：模拟图像处理与数字图像处理最大的不同在于，数字图像象处理不会因为图像的存储、复制或传输等一系列操作而引起图像质量的降低。(2)适用

5、面宽：图像可以来自许多的信息源。它小可以小到电子显微镜的图像，大可以大到遥感图像、航空照片或者天文望远镜得图像。(3)灵活性高：数字图像处理技术不只可以完成线性运算，而且可以实现非线性的处理，即只要是能够用逻辑关系或数学公式来进行表达的所有运算都可以通过数字图像处理来实现。(4)信息压缩潜力大：由于数字图像中各个像素不是相互独立的，相关性大。所以，在图像处理中信息压缩的潜力比较大。适用面宽图像可以来自多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的波谱图像(例如x射线图像、射线图像、超声波图像或红外图像等)。从图像反映的客观实体尺度看，可以

6、小到电子显微镜图像，大到航空照片、遥感图像甚至天文望远镜图像。这些来自不同信息源的图像只要被变换为数字编码形式后，均是用二维数组表示的灰度图像(彩色图像也是由灰度图像组合成的，例如RGB图像由红、绿、蓝三个灰度图像组合而成)组合而成．因而均可用计算机来处理。即只要针对不同的图像信息源，采取相应的图像信息采集措施，图像的数字处理方法适用于任何一种图像。灵活性。高图像处理大体上可分为图像的像质改善、图像分析和图像重建三大部分，每一部分均包含丰富的内容。由于图像的光学处理从原理上讲只能进行线性运算，这极大地限制了光学图像处理能实现的目标。而数字图像

7、处理不仅能完成线性运算，而且能实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系来表达的一切运算均可用数字图像处理实现。图像增强的优点。图像的增强其主要目的是使图像变得清晰或者将其变换为机器能够很容易分析的形式，图像增强方法一般有：直方图处理、灰度等级、伪彩色处理、边缘锐化、干扰抵制。我国计算机数字图像处理技术现状经过多年的发展，特别是改革开放以来，我国在计算机数字图像处理技术上有了突飞猛进的发展，并且在理论研究和实践应用上已逐步赶上或接近发达国家的水平：在数据获取能力方面，成功研制出了一系列传感器，发射了众多对地观测卫星，组成了风云、海洋、资源

8、和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系：采集了大量影像数据，可以覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区一千多万平方公里的地球表面：组建起了多学科多门类交叉研究的队伍，