关于图像处理中几个关键算法的研究

李炳银

【摘 要】随着科学技术的发展，的速度迅速发展，这其中，图像处理领域作为一个新领域也在逐渐走进大众的视野，越多的接触到图像处理技术，越能够体会到单纯的文字说明已经不能起到描述事物的相关作用了，工业正在以前所未有新景象开始进入到了我们生活的方方面面，但是图像要想真正起到关键的作用，主要还在于对于图像的处理，而有关图像处理的几个关键算法也是值得研究的重要问题，本文中，作者将主要讨论图像处理的相关基本概念和特点以及研究的内容，并因此总结出对于图像处理的关键算法，为其提供理论层面的意义。

【关键词】图像处理；研究内容；关键算法

0 前言

人类传递信息的方式多种多样，图像作为传递信息的一种方式占据了日常生活的一半以上，图像的传递方式更加直观和多样，给我们的生活提供了许多精彩。现代社会中，人们沟通处理事物的方式多种多样，图像处理技术的出现使得人们可以更好地理解生活，而图像要想能够很好的呈现在我们的眼前，离不开相关人员对其进行严谨的技术处理，然而，当前对于图像处理的技术并不完善，还需要给予完善，因此，本文中将对图像处理存在的特点等进行分析，并因此探究出一些关键算法，为能够更好地享受图像传递做出理论贡献。

1 图像处理概述

1.1 简述图像处理的概念

在人们的日常生活中，图像不可忽视地起着至关重要的作用，有数据表明，人们每天接触到的所有信息中，视觉方面的信息高达百分之七十以上，相比文字和语言，视觉图像对信息的表达更加形象，也容易给人留下更为深刻的印象。图像所包含的范围在方方面面，例如各种图形，包括普通的纸质图片、电子设备中的图片、医学领域常用到的X 光片、乃至日常生活中在电视和电影中获取的画面。而图像处理指的是通过计算机等电子设备对相关的图像给与外在加工和处理。从1920年开始，数字图像处理技术即开始产生，最初的处理技术为数字压缩技术，20世纪60年代后，图像处理技术发生了飞速的发展，大约十年之后，图像处理技术开始形成为一门较为完善的学科系统。近年来，伴随着相关领域对图像处理技术的要求越来越高，图像处理技术正在以前所未有的速度发展。本文将主要讨论图像处理中的几项关键算法，希望能够对实际操作有更多创新影响。

1.2 探究图像处理应用领域

从20世纪20年代图像处理技术的产生开始，其应用领越来越广泛，如医学领域、航空航天、通信技术以及军事等各个领域。在医学领域，常见的X光片便是图像处理技术的一项重要体现，科学家们通过图像处理技术，将原有图像的清晰度和分辨率加以提高，使医生们能够更加清楚地观察患者透过科学仪器所表现出来的的病情，方便医生能够快速地初步诊断患者的病情；在航空航天领域，航天飞行器的正常运行已经离不开图像处理技术，图像处理技术可以帮助飞行器在飞行时正确地判断方向起到导航的作用，还可以帮助其安全地规避风险；同样，在军事领域，图像处理技术可以帮助作战时的武器精确地判断攻击目标，提高作战的准确性和成功率；除此之外，图像处理技术还可以帮助警察们侦破案件，对案发现场的痕迹进行识别与处理起到帮助作用。近年来，对着科技的发展，图像处理技术的应用领域逐渐增多，其将为社会的进步与发展做出巨大贡献。

1.3 分析图像处理的研究内容

图像处理的研究内容非常广泛，如图像变换，即把固定的图像从某个空间转化到变换域的过程，图像变换的主要优点是能够让人们从不同的视角来研究图像信号的特殊性，通过变换域中的独特之处，将图像处理变得更为简洁和方便；还有图像分类，图像分类技术大多被应用于医学和军事等领域，即通过计算机将图像定量分析，把图像中的所有像元或区域统一成某个系统中的一种，用计算机将其自动分类处理，或是用人为的视觉方式和计算机自动分类处理相结合来实现；除此之外，图像融合也是另一研究内容，是把不同的传感器反映的相同的图像数据进行空间配准，进而通过固定的算法把不同的图像数据中蕴含的内容结合起来产生全新图像数据的一种技术，其优点在于可以充分地利用不同的信息资源的信息来整合所需资源。

2 探究图像处理的几项关键算法

2.1 图像增强法

在图像的生成以及传输过程中，不可避免地会受到外界环境的影响而产生一些噪音，影响图像的最终效果，因此为了保证图像的效果，减少噪声的影响，图像增强算法应运而生，图像增强算法，不仅能够有效地降低噪声的影响，还能够增强图像的清晰度，实现理想的视觉效果。关于图像增强算法，也有许多种不同的方法，这些方法有些在图像去噪方面、有些在灰度图像增强和彩色图像增强等不同的方面有着突出的效果，根据相关资料的对比发现Jourlin 和Pinoli 研究的算法更具普遍性，一方面可以有效地减弱噪声另一方面可以提高图像的清晰度，完好的处理图像细节，还能够增强图像灰度和彩色，同时图像也不会因此而失真，是现在图像处理领域的一种较好的计算方法。

2.2 边缘检测法

图像的处理中，常常会出现边缘处理不当的情况导致图像的效果不佳，图像边缘指的是由于图像的灰度、纹理等分布不均匀或者处理不当导致的，此时要对图像的边缘进行检测，边缘检测法也有多种，但这其中，Canny方法是效果最为理想的，但是这种算法对噪音的处理效果却不好，因此，改进的 Robert 边缘检测算法由此而生，改进的Robert算法克服了Canny方法对噪声处理不当的问题，同时克服了传统的Robert算法对图像边缘处理粗糙的劣势，能够使处理后的图片具有清晰的观赏效果。

2.3 阈值计算法

实践中，对于图像处理的主要目的之一是为了能够使其符合人眼的视觉特性，给人以舒适感，另一个目的是为了能够方便计算机的处理，而计算机的处理最终也是为了能够符合人眼的视觉感。阈值计算法也有很多不同的方法，但多数只是给了理论上的算法，没有说明具体的阈值计算方法，但是检测阈值threshold用式在算法中给出了具体的应用方法，通过具体的研究和分析，将算法和图像效果的数据对应发现了其规律，从实验中说明该阈值计算方法通过分析人眼对于观察颜色的生理特征，发现在人类视觉对色彩的分辨率高图像部分，由于一般人可以很轻松的看出它们之间存在的不同，因此其对应的阈值可以小一些，相比之下，在视觉分辨率低的图像部分，对应的阈值应该更大。据此检测阈值threshold用式算法可以很好的帮助计算机或者机器根据人眼特性来分析图像，最终取得理想的效果。

3 结语

随着科技的发展，我国图像处理技术也在不断的进步，为我们的日常生活提供了许多便利，同时也愉悦了我们的心情。然而，目前许多图像的处理技术还存在一些缺陷，如图像边缘处理过于粗糙、色彩对比度不强、灰度不够等情况使得实践中多度图像视觉效果不佳，不仅影响其外观的美观程度，进而会影响其本身作用。本文通过分析了图像处理适用领域和研究内容，充分理解图像处理的关键作用，进而提出了几种有关图像处理的关键算法，希望能够为实践中更好的处理图像、方便人们的生活提供理论意义。

【参考文献】

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[2]黄凯奇，王桥，吴镇扬，等.基于人眼视觉特性的多尺度彩色图像增强算法[J].

中国图象图形学报，2012，8（11）：1242-1247.