图像处理技术的创新应用探索

甘 赟

（海口经济学院 海南 海口 517000）

1 引言

图像处理技术工作原理主要是把图像信号转变为数字信号，运用计算机设备，对数字信息实时处理，该项技术已经有100余年的历史。图像处理技术一般分为两大类：模拟图像处理和数字图像处理。模拟图像处理包括光学处理和电子处理，如照相、遥感图像处理、电视信号处理等。数字图像处理一般都用计算机处理或实时的硬件处理，其优点是处理精度高，处理内容丰富，可进行复杂的非线性处理，有灵活的变通能力。所运用到的处理技术，主要包括几何处理技术、图像增强处理技术、参数处理技术、图像复原处理技术、图像编码处理技术、图像重建处理技术以及图像识别处理技术。图像处理技术得到较为广泛的应用和发展，涉及领域众多，可以显著提升工作的质量与效果。

2 图像处理技术概述

2.1 图像处理技术定义

图像处理技术主要是把模拟图像信号转变为数字信号，而后应用计算机技术将数字信号精准处理，对数字图像开展平移、压缩、增强以及平滑的操作方法和技术。在计算机中，按照颜色和灰度的多少可以将图像分为二值图像、灰度图像、索引图像和真彩色RGB图像4种基本类型。大多数图像处理软件都支持这4种类型的图像。

2.2 图像处理技术分支

依照运用的领域有所不同，图像处理技术可以划分出较多分支，关键分支包含[1]：（1）图像的数字化运用量化和采样的模式，把模拟图像逐渐变为运用计算机设备处理的数字类别。（2）图像复原和增强，关键目的在于正常图像内可用性信息将造成的干扰消弱，促使图像变得更为清晰，把其转变成为更适宜的分析模式。（3）图像编码在保存条件之下，需要在图像实施编码处理，从而对图像的信息进行压缩，以便于对图像进行传输和存储。（4）图像的重建关键是应用采集来的数据信息，对图像进行重建。图像重建关键字包含傅立叶反射投影法、代数法以及卷积反投影法。（5）模式识别。识别作用于针对图像进行处理的首要目的，例如人脸识别、智能识别等各类识别模式。现阶段，模式识别方式主要包含句法结构模式、统计识别模式以及模糊识别模式。

3 计算机图像处理技术应用

3.1 农业领域

在现代化农业工作发展的背景之下，较多的领域上都运用了计算机技术，例如，对庄稼进行实时的监控，对病虫害进行实时监控等。在对农产品进行加工和处理的时候，使用计算机设备对图像技术进行处理后，才能对农产品的采摘或农产品加工实施自动化和智能化的操作，从而显著降低人力资源的运用，节约成本，降低人力资源施工压力[2]。例如，可以运用机器人进行采摘。国外已经研究出较多的采摘机器人，例如，葡萄采摘类机器人、蔬菜采摘类机器人等。我国农业发展历史悠久，在自动化生产、计算机图像处理等方面的研究起步相对较晚，但是可以看出发展的速度相对较快。近几年，我国对计算机处理技术在农业采摘中的应用展开深入广泛的研究，农业领域将迎来更好地发展。

3.2 生物医学领域

图像处理技术在生物医学行业中的应用也较为广泛，其具有精准性、无创性以及直观性的特征，受到临床医学的广泛欢迎，例如，X射线断层扫描、CT扫描和B超图像、彩超图像、同位素图像、显微镜图像以及核磁共振图像。运用计算机技术对图像进行处理，具有较高的临床意义，能够做出精准判断，可以促进临床医学的发展。图像处理技术的发展，对生物医学领域有积极的推动作用[3]。

3.3 生活领域

图像处理技术应用在生活领域上较为常见，现阶段的电视、LED显示屏以及视频等。例如，在对电视剧进行拍摄之后，需要进行后期加特效和剪辑等，从而呈现出鲜明和精彩的视频画面，计算机对数据信息进行提取和信息处理能力较为惊人，可以对图像的色调、剪裁进行改善。图像处理技术可以在较大程度上保障图像的完整性与真实性。

3.4 交通领域

图像处理技术应用在交通行业中，主要是在各个路口中设置的摄像头，可以称作为交通监控系统，主要是运用图像处理技术开展工作。运用该系统，可以对交通违法行为进行检测，将该类行为动态化保护，以便于交通管理人员对交通进行管理。例如，若是交通事故出现，当事人推脱责任时，就需要对系统中存有的视频录像，对交通责任进行判定，还可以运用监控系统对存在超速的车辆实施惩罚[4]。

3.5 航天与航空领域

现阶段，世界范围内的各个国家都积极运用陆地卫星获取图像。将图像处理技术运用在航天以及航空技术层面上，具有较为广阔的前景，很多国家每天都会派出大量的侦察机对地球上的各个区域进行空中摄影。然后，对拍摄出的照片实时分析与处理，运用高配置的计算机设备图像处理系统，对图像进行细致和全面的判读与分析，不但可以降低人力资源的运用，还可以提升处理和分析的速度，同时可以在图片内提取获得人工没有办法发现的较多有用性情报。所拍摄出的图像，在成像层面、存储层面、传输层面或者判读层面上，都需要运用图像处理技术[5]。

3.6 工业与工程领域

计算机设备在工业领域上应用较为广泛，将其运用在工业生产的流水线中，对产品与部件设施无损检测是图像处理技术的关键性应用领域之一，其关键是对产品是否合格以及产品的生产全过程进行检测等。图像处理技术已经在工业领域中广泛应用，有关人员需要重视对图像处理技术的深入研究，从而更好地服务社会[6]。该项技术在工业以及工程领域中运用，可以运用在自动装配线内零件的质量检测，对零部件实施分类；对印刷电路板的瑕疵和弊病进行检查；对弹力学的照片实施细致分析等。

3.7 军事公安领域

军事公安领域中的图像处理技术，主要是用在对导弹进行精准识别和指导过程中，对各类侦查出的图片进行判读，具有较强的存储数据图像传输以及显示功能，还可以将各项技术运用在坦克、飞机以及军舰模拟训练系统内[7]。而公安部门主要是对图像进行判读与分析，开展人脸识别指纹识别以及不完整图像复原等工作，还可以运用在交通监控以及事故分析环节内。

3.8 文化艺术领域

在艺术创作的过程中，设计人员绘制和修改图像的过程是十分漫长的。随着计算机图像处理技术的不断发展，大大地提高了艺术创作的效率和质量。设计人员借助该技术，将设计概念以数字化的形式展现出来。在后期作品的修复工作中，通过图像处理技术中对作品的瑕疵进行修复，提升艺术作品的质量和美感。

4 制约其发展的因素

4.1 处理信息量较大

随着网络普及和计算机技术的迅猛发展，图像、视频以及其他可视的信息被认为是表达信息最有效的方式，所以图像的数据量呈现快速增长的趋势，而如何快速而且有效地处理图像信息是研究的焦点。图像的各像素点逐点存储在计算机中，占用的存储空间大。该项技术所处理的数据信息一般都为二维信息，需要处理的信息量相对较大。这就要求计算机计算速度以及存储容量相对较高。频带相对较宽和语言信息相比较之下，图片信息的频带需要超出语言信息频带的几个数量级。

4.2 各像素相关性大

数字图像信息中的每一个像素并不是独立存在的，其具有较大的关联性，在图画之上经常会有很多相同像素或接近的灰度。从电视画面上分析来看，同一行内相邻较近的像素，或者是相邻两行像素其存在的关系系数可以达到0.9左右[8]。可以看出图像处理类的信息，压缩潜力是较大的。压缩就是尽可能地去掉各种冗余，保留真正有用的信息。图像中冗余信息，包括信息的冗余，如空间冗余、信息熵冗余、视觉冗余等。在同等通信容量下，将图像压缩后再传输，可使传输的数据量变小，也就可以减轻信道的负担。

4.3 无法实现三维景图全部集合信息的复现

因为图像作为三维镜图中的二维投影，一幅照片自身并不具有处理三维景物的能力。可以看出三维景象部分信息不能够在二维图像画面中反映出，对此，需要对三维景物进行理解和分析，必须要做出假定，亦或是加入新的测绘量。

4.4 受人为因素的影响较大

在对数字图像进行处理之后，一般都需要人工进行评价和观测，所以会受到较大的人为因素影响。因为人视觉系统较为复杂，将会受到视觉性的条件、环境以及兴趣爱好的影响，这就需要对图像质量进行深入评价。计算机视觉作为模仿人视觉的一种人感观机理，会受计算机视觉的影响，需要更加深入的研究。

5 结语

综上所述，图像处理技术是新型技术之一，在应用层面上需要不断提升。图像处理技术精准度、分辨率较高、速度比较快，受到广泛的重视，在较多领域中具有不可替代的作用。未来该项技术若更广泛地应用于各领域中，还需要相关人员不断进行探究与运用。