浅谈数字图像处理技术的现状及发展

吕戈静

摘要：今天，多媒体和通信技术发展迅速，具有大量数据内容的数字图像处理技术也随着这些技术的发展有了更新的进步，所以必须对之进行及时的了解。文章从数字图像处理的概述、发展现状及发展趋势几个方面对之进行了基本论述。

关键词：数字图像；处理技术；电子信息

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）33-8035-02

随着多媒体技术和网络技术的快速发展，数字图像处理已经广泛应用到了人类社会生活的各个方面，如：遥感，工业检测，医学，气象，通信，侦查，智能机器人等。无论在哪个领域中，人们喜欢采用图像的方式来描述和表达事物的特性与逻辑关系，因此，数字图像处理技术的发展及对其的要求就越来显得重要。

1数字图像处理技术概述

计算机的特点是能处理各种数据，图像经过采样、量化后变为数字存储在计算机中，使用计算机对数字图像进行去噪、增强、复原、分割、特征提取等处理，就称为数字图像处理。数字图像处理既涉及到计算机软件，也和硬件相关。计算机的发展、数学的发展以及各个行业的应用需求的增长与图像处理技术的发展密切相关。上个世纪60年代，计算机图像处理的技术发展迅速，应用也逐渐增多，人们使用计算机数字图像处理技术完成对图像的预期处理。

随着计算机周边技术的发展，现在的数字图像处理技术已具有了以下特点：

1）图像处理的多样性。编写不同的算法及程序施加在数字图像上，得到的效果也截然不同。

2）对图像处理的精度越来越高，图像的再现性也越来越好。计算机进行图像处理的本质是编写各种算法对图像数据施加各种运算。随着计算机技术的飞速发展，保障了计算的精度和正确性；此外，各种算法施加在同一图像上，得到的结果具有相似或相同性，使其具有良好的再现性。

3）多学科技术的交叉和综合。数字图像处理的基础是数学和物理，此外，数字图像处理技术还与通信技术、计算机技术、电子技术、电视技术相关。

4）数据处理量大。图像中有大量的信息，既有有用的信息，也有冗余信息，可以通过图像处理技术去除冗余得到图像中的有用的信息。

2数字图像处理技术的发展

数字图像处理的最早应用之一是在报纸业，20世纪20年代，Bartlane电缆图片传输系统（纽约和伦敦之间海底电缆）传输一幅图片所需的时间由一周多减少到小于3个小时。为了用电缆传输图像，首先要进行编码，然后在接收端用特殊的打印设备重构该图片。20世纪50年代，随着计算机的发展，数字图像处理才真正地引起人们的巨大兴趣。50年代中期在太空计划的推动下开始相关技术的研究。其重要标志是1964年美国喷气推进实验室正式使用数字计算机对“旅行者7号”太空船送回的四千多张月球照片进行了处理。自此之后，图像处理技术应用于各行各业，逐渐形成和完善自己独立的学科理论，发展到今天已成为独立的学科和研究领域。20世纪70年代初，CT（计算机断层扫描）医学技术的诞生，成为数字图像处理发展史上的里程碑。在以后的时间，数字图像处理技术的成果百花齐放：1977年白血球自动分类仪诞生；1980年CT立体重建完成。有人认为计算机图像处理在医学上应用最成功的例子就是X射线CT，其主要研制者Hounsfeld（英）和Commack（美）获得了1979年的诺贝尔生理医学奖。

随后，在更多的领域（如工业检测、遥感、侦查等）里也使用到数字图像处理技术。在工业检测方面，使用数字图像处理技术对生产线的产品及部件进行无损检测。在遥感领域方面，对卫星传送回来的图像应用数字图像处理技术获取有用的信息。而这些信息可用于探测地形地质、矿藏，调查森林、水利等资源，预报自然灾害，监测环境污染，处理气象卫星云图以及识别地面军事目标。在侦查领域方面，应用数字图像处理技术，侦查机构可进行现场照片、指纹识别、手迹识别、印章识别、处理和辨识模糊人像。此外，图像处理技术所涉及的领域还主要有产品质量检测、生产过程的自动控制、CAD/CAM等。在产品质量检测方面，应用图像处理技术对食品、水果进行质量检查，对金属管道进行无损探伤，检测焊缝质量或表面缺陷。这些领域都大量应用到数字图像处理技术。发展到今天，图像处理技术不再仅仅满足于图像的简单识别和处理，图像理解和计算机视觉技术为图像处理带来了新的挑战和课题，人们对图像不再仅仅停留在识别阶段，还需由计算机做出相应的图像理解行为，计算机视觉技术也为电影、艺术的发展带来新的生命。现在，全世界许多国家都投入了大量资源来研究和发展图像理解和计算机图像视觉技术，虽然成效甚微，但我们坚信不久的将来会给我们带来新的惊喜。

我国在20世纪50年代着手于图像处理技术的研究，现在，我国在计算机数字图像处理技术上的成效也是显然的。首先，对卫星传送回来的图像应用数字图像处理技术获取有用的信息，可以及时有效地获得气象、水利、森林和地质等方面的相关数据，加之后期分析处理，能有效预防各种灾害。另外，我国在建筑、通信工程和生物医学工程方面，计算机数字图像处理也应用广泛和活跃。在某些领域，我国计算机图像处理已经领先世界其他国家水平。

3数字图像处理技术的发展趋势

计算机数字图像处理技术在信息时代的今天其作用越来越重要，纵观其发展道路，未来的数字图像处理技术的发展方向及趋势为：1）软件理论研究及挖掘新的处理方法有待加强，关注其他学科的研究成果，借鉴其新思想、新方法为其所用。2）图像处理精度与图像处理速度同时并重。如在遥感、气象云图分析方面，庞大的数据量和处理速度的矛盾还有待解决。3）理论研究的完善与加强，进而完善计算机图像处理技术学科自身的理论体系。4）边缘学科的研究工作不可忽视，如在人的心理学特性、视觉特性等方面的研究，如有所创新和突破，必对数字图像处理技术的发展起到极大的推动作用。5）标准化的建设。由于数字图像的数据量大、信息量大，因而在对于图像信息的建库、检索和交流方面存在许多问题。现在有关计算机图像处理的软、硬件种类繁多，并且无统一平台，这为图像处理带来极大不便，也成为阻碍其发展的绊脚石。我们以后应着手于建立图像信息库，统一存放格式，建立标准子程序，统一检索方法。

4结束语

今天，我们已经离不开数字图像处理技术，数字图像处理随处可见：电影中有数字图像处理技术，网络中有数字图像处理技术，手机中也有数字图像处理技术，每个人都与这种技术发生着最紧密的联系。数字图像处理技术也是与多个学科的发展密切相关，所以，对之进行关注、研究以及探讨未来的方向也显得尤为重要。我们相信，未来的数字图像处理势必为我们的各行各业以及日常生活带来新的惊喜和冲击。

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