数字图像处理综述

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1、数字图像处理综述龙雪玲I1华屮师范大学计算机学院，湖北试汉，430079摘要:随着计算机的发展，数字图像处理也得到了广泛应用与发展。本文对数字图像处理研究背景、现状和应用进行了总体阐述。并对图像处理研究方法的六个主要方面增强、复原、压缩、分割、表示和描述和识别进行了粗賂概述。最后，对数字图像处理的现存问题和发展趋势进行了简要分析。关键词:数字图像处理；研究方法；现存问题；发展趙势1数字图像处理概述数字图像处理乂称计算机图像处理主要是将图像信号转化为数字信号通过计算机进行处理。主要包括图像增强、图像复原、图像压缩、图像分割等主要方法。近儿年图像处理随着计算机、数学的发展以及医学、

2、军事和农牧业等方面应用盂求的增长而发展迅速。2数字图像处理研究背景及现状早在20世纪20年代，巴特兰电缆图片传输系统把横跨大两洋传送一幅图片所需的时间由数个星期减到三小时。这也是数字图像最早的应用之一。随之而來的是在20世纪60年代，出现了功能强大到足以执行冇意义图像处理的大型计算机，伴随着这些进展，数字图像处理所需的大容量存储和显示系统也飞速发展。数字图像处的应用领域可以说是多种多样。无论是在航空航天空间领域，还是在医学成像、天文学、地球资源遥感监测领域，数字图像处理都在不断渗透，并为这些领域带來了不可估量的新发现。这也促使人们进-步在数字图像领域进行研究，为计算机领域带來新

3、的活力。在第三代计算机问批之示，数字图像处理技术得到了高速的发展。从20世纪60年代至今，图像处理领域一直在勃勃生机的发展。比起之前，数字图像处理的应用范围变得更为广泛了。计算机方法川于增强对比度或者将灰度编码为彩色，以便解弩工业、医学及生物科学领域中的X射线图像和其他图像。类似地，在天文学、生物学、法律实施及T业领域等等，图像处理技术也得以成功的应川。人们对高质量或者是特殊效果的图像需求越来越大。图像去噪技术方面也取得了很大的飞跃，基于常见的空间域滤波和频率域滤波，近儿年乂提出了效果更好的去噪方法，例如小波阈值法、多幅图像平均法。由于计算机价格性能比的持续下降、网络通信带宽的

4、提高及互联网和万维网的不断扩张，数字图像处理技术的持续发展迎来了更大的机会。数字图像处理技术将在各个领域发挥更大的作用。3数字图像处理的主要方法3.1数字图像增强数字图像增强是一个主观的概念，它不考虑图像降质的原因，只突出图像屮所感兴趣的部分，提高图像的视感质量，增强、抑制某些成分，对图像进行变换等，以改善图像的质量，来满足人的主观需求。使处理后的图片对某种应用更加实用⑴。灰度变换、直方图增强、小波变换、空间及频率域滤波等都是图像增强的主要方法。例如王修信的《医学数字图像增强方法的研究》详细阐述了利用直方图均衡和小波变换对数字图像增强方法的探讨和研究⑵。葛婷的《儿种数字图像滤波

5、算法》在介绍了传统的均值滤波、中值滤波算法的同时，基于非线性空域滤波技术，结合多尺度多方向的模板，提出一种自适应的保细节算法⑶。3.2数字图像复原复原的母的是在预定意义上改善给定的图像。尽管图像增强和图像复原Z间存在重叠的部分，但后者大部分是客观的处理。图像复原主要是对退化建模，再川相反的处理恢复原始图像。针对只有噪声的图像复原技术主要有空间噪声滤波器、自适应空间滤波器、频率域滤波。其中频率域滤波主耍利用陷波滤波器减少周期噪声。在忽略噪声项的时候可以采川直接逆滤波、维拉滤波。维拉滤波是对直接逆滤波的重大改进。另外一种比较容易接受的线性复原方法是约束的最小二乘法滤波。随着技术的发

6、展，非线性迭代复原技术例如露四理查徳森复原算法也得到了很好的应用。沈垣在其《数字图像复原综述》屮将各种图像复原方法进行分类综述。揭示了复原技术的数学背景;其次以数字图像复原技术发展为主线，将复原方法归结为两大类进行详细讨论。一类是经典图像复原方法,另一类是现代图像复原方法⑷。3.3图像压缩图像压缩主要是研究如何减少数字图像数据量的图像处理技术。图像压缩技术就是将原來较大的图像用尽量的字节表示和传输，并几要求复原图像有较好的质量，减轻图像传输的负担，使图像在网络上实现快速传输和实时处理。田勇的《数字图像压缩技术的研究及发展》介绍了当丽儿种最为重要的图像压缩算法:JPEG、JPEG

7、2000.分形图像压缩和小波变换图像压缩，总结了它们的优缺点及发展前景。然后简介了任意形状可视对象编码算法的研究现状，并指出此算法是一-种产生高压缩比的图像压缩算法⑸。3.4图像分割图像分割是数字图像处理屮的关键技术Z—。图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来，其有意义的特征有图像中的边缘、区域等，这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。虽然己研究出不少边缘提取、区域分割的方法，但述没有一种普遍适用于各种图像的有效方法⑹。图像的边缘检测、阈值法、基于区域的分割、使丿IJ分水岭变换的分割