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數(shù)字圖像計算機(jī)處理技術(shù)論文范文

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  數(shù)字圖像處理技術(shù)是研究采用計算機(jī)和其他數(shù)字化技術(shù)對圖像信息進(jìn)行處理的新技術(shù)。小編整理了數(shù)字圖像處理技術(shù)論文 ,歡迎閱讀!

  數(shù)字圖像處理技術(shù)論文篇一

  淺談數(shù)字圖像處理技術(shù)

  摘要:本文針對目前廣泛應(yīng)用數(shù)字圖像識別處理技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,闡述了數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用前景。

  關(guān)鍵詞:數(shù)字圖像 圖像處理 數(shù)字技術(shù) 應(yīng)用

  一、數(shù)字圖像處理綜述

  數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)又稱為計算機(jī)圖像處理,它是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機(jī)對其進(jìn)行處理的過程。

  數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代,當(dāng)時的電子計算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一定水平,人們開始利用計算機(jī)來處理圖形和圖像信息,數(shù)字圖像處理作為一門學(xué)科大約形成于20世紀(jì)60年代初期,早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量,它以人為對象,以改善人的視覺效果為目的。圖像處理中,輸入的是質(zhì)量低的圖像,輸出的是改善質(zhì)量后的圖像,常用的圖像處理方法有圖像增強(qiáng)、復(fù)原、編碼、壓縮等。

  首次獲得實際成功應(yīng)用的是美國噴氣推進(jìn)實驗室(JPL),他們對航天探測器徘徊者7號在1964年發(fā)回的幾千張月球照片使用了圖像處理技術(shù),如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等方法進(jìn)行處理,并考慮了太陽位置和月球環(huán)境的影響,由計算機(jī)成功地繪制出月球表面地圖,獲得了巨大的成功。隨后又對探測飛船發(fā)回的近十萬張照片進(jìn)行更為復(fù)雜的圖像處理,以致獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖,獲得了非凡的成果,為人類登月創(chuàng)舉奠定了堅實的基礎(chǔ),也推動了數(shù)字圖像處理這門學(xué)科的誕生。在以后的宇航空間技術(shù),醫(yī)學(xué)技術(shù)中數(shù)字圖像處理技術(shù)都發(fā)揮了巨大的作用。

  從70年代中期開始,隨著計算機(jī)技術(shù)和人工智能、思維科學(xué)研究的迅速發(fā)展,數(shù)字圖像處理向更高、更深層次發(fā)展,人們已開始研究如何用計算機(jī)系統(tǒng)解釋圖像,實現(xiàn)類似人類視覺系統(tǒng)理解外部世界,這被稱為圖像理解或計算機(jī)視覺。很多國家,特別是發(fā)達(dá)國家投入更多的人力、物力到這項研究,取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是70年代末MIT的Marr提出的視覺計算理論,這個理論成為計算機(jī)視覺領(lǐng)域其后十多年的主導(dǎo)思想。圖像理解雖然在理論方法研究上已取得不小的進(jìn)展,但它本身是一個比較難的研究領(lǐng)域,存在不少困難,因人類本身對自己的視覺過程還了解甚少,因此計算機(jī)視覺是一個有待人們進(jìn)一步探索的新領(lǐng)域。

  二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

  目前,國內(nèi)圖像識別的算法研究多是關(guān)于數(shù)字、文字、人臉、以及醫(yī)用病理方面的較多,對產(chǎn)品內(nèi)表圖像進(jìn)行分析識別、分類的還很少。國內(nèi)已研制出了具有先進(jìn)水平的高精度內(nèi)表檢測系統(tǒng)和裝置,如何對產(chǎn)品零部件的外形,尺寸進(jìn)行較高精度測量的激光在線檢測系統(tǒng)等,但迄今為止,尚無能對生產(chǎn)出的產(chǎn)品內(nèi)表面進(jìn)行自動檢測和識別的系統(tǒng)。應(yīng)用CCD、電子、計算機(jī)技術(shù)檢測內(nèi)表面的實時自動檢測技術(shù)在國內(nèi)正處于剛剛起步的階段,對內(nèi)表面圖像進(jìn)行分析識別、分類的軟件系統(tǒng)還沒有十分完善,現(xiàn)在的識別算法對圖像中的疵病部分定位不是很準(zhǔn)確,對疵病的范圍、大小、方位不能做定量分析,只能作定性分析,精度低,采用的傳統(tǒng)的最小距離等分類器在圖像復(fù)雜且類別多時,很難表示和提取特征,進(jìn)行圖像識別十分困難。

  國外關(guān)于圖像識別中的圖像分割,特征信號提取,邊緣檢測,紋理識別等的算法已經(jīng)取得了一定的成果,提出了一些新方法,如利用直線分割來識別三維人臉,通過子圖匹配法在相鄰區(qū)域間識別不同目標(biāo),用雙值微波仿射不變函數(shù)識別二維形形狀等等,近年來,國外基于圖像識別與分類技術(shù)的圖像檢索,人臉識別,字體識別發(fā)展十分迅速。

  在國外,為提高自動目標(biāo)識別能力而開發(fā)的算法現(xiàn)在正被引入許多偵測和成像系統(tǒng)之中,圖像分割、特征信號探測和析取、靜止目標(biāo)的模式識別等方面已取得了很大進(jìn)步,這一自動目標(biāo)識別能力大大減輕了操作人員的工作負(fù)擔(dān)。如美國正在加緊自動檢測能力與自動目標(biāo)識別的研究工作,并在硬件能力的基礎(chǔ)上開發(fā)多種用于信號圖像處理的算法和開展各種算法軟件的研制,包括相關(guān)法(匹配濾波器技術(shù))、自適應(yīng)多維處理法、基于模型的方法等。

  三、數(shù)字圖像處理的應(yīng)用

  圖像是人類獲取和交換信息的主要來源,因此,圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域必然涉及到人類生活和工作的方方面面,隨著人類活動范圍的不斷擴(kuò)大,圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域也將隨之不斷擴(kuò)大。

  1、航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用

  數(shù)字圖像處理技術(shù)在航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用,除了JPL對月球、火星照片的處理之外,另一方面的應(yīng)用是在飛機(jī)遙感和衛(wèi)星遙感技術(shù)中?,F(xiàn)在世界各國都在利用陸地衛(wèi)星所獲取的圖像進(jìn)行資源調(diào)查,災(zāi)害檢測,資源勘察,農(nóng)業(yè)規(guī)劃,城市規(guī)劃,我國也陸續(xù)開展了以上諸方面的一些實際應(yīng)用,并獲得了良好的效果。在氣象預(yù)報和對太空其它星球研究方面,數(shù)字圖像處理技術(shù)也發(fā)揮了相當(dāng)大的作用。

  2、生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用

  數(shù)字圖像處理在生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用十分廣泛,而且很有成效。除了一般的CT技術(shù)之外,還有一類是對醫(yī)用顯微圖像的處理分析,如紅細(xì)胞、白細(xì)胞分類,染色體分析,癌細(xì)胞識別等,此外,在X光肺部圖像增晰、超聲波圖像處理、心電圖分析、立體定向放射治療等醫(yī)學(xué)診斷方面都廣泛地應(yīng)用圖像處理技術(shù)。

  3、通信工程方面的應(yīng)用

  當(dāng)前通信的主要發(fā)展方向是聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)結(jié)合的多媒體通信。具體地講是將電話、電視和計算機(jī)以三網(wǎng)合一的方式在數(shù)字通信網(wǎng)上傳輸。其中以圖像通信最為復(fù)雜和困難,因圖像的數(shù)據(jù)量十分巨大,如傳送彩色電視信號的速率達(dá)100Mbit/s以上,要將這樣高速率的數(shù)據(jù)實時傳送出去,必須采用編碼技術(shù)來壓縮信息的比特量。在一定意義上講,編碼壓縮是這些技術(shù)成敗的關(guān)鍵。除了已應(yīng)用較廣泛的熵編碼、DPCM編碼、變換編碼外,目前國內(nèi)外正在大力開發(fā)研究新的編碼方法,如分行編碼、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)編碼、小波變換圖像壓縮編碼等。

  4、工業(yè)和工程方面的應(yīng)用

  在工業(yè)和工程領(lǐng)域中圖像處理技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用,如自動裝配線中檢測零件的質(zhì)量、并對零件進(jìn)行分類,印刷電路板疵病檢查,彈性力學(xué)照片的應(yīng)力分析,流體力學(xué)圖片的阻力和升力分析,郵政信件的自動分揀,在一些有毒、放射性環(huán)境內(nèi)識別工件及物體的形狀和排列狀態(tài),先進(jìn)的設(shè)計和制造技術(shù)中采用工業(yè)視覺等等。其中值得一提的是研制具備視覺、聽覺和觸覺功能的智能機(jī)器人,將會給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來新的激勵,目前已在工業(yè)生產(chǎn)中的噴漆、焊接、裝配中得到有效的利用。

  5、軍事公安方面的應(yīng)用

  在軍事方面圖像處理和識別主要用于導(dǎo)彈的精確末制導(dǎo),各種偵察照片的判讀,具有圖像傳輸、存儲和顯示的軍事自動化指揮系統(tǒng),飛機(jī)、坦克和軍艦?zāi)M訓(xùn)練系統(tǒng)等;公安業(yè)務(wù)圖片的判讀分析,指紋識別,人臉鑒別,不完整圖片的復(fù)原,以及交通監(jiān)控、事故分析等。目前已投入運行的高速公路不停車自動收費系統(tǒng)中的車輛和車牌的自動識別都是圖像處理技術(shù)成功應(yīng)用的例子。

  6、文化藝術(shù)方面的應(yīng)用

  目前這類應(yīng)用有電視畫面的數(shù)字編輯,動畫的制作,電子圖像游戲,紡織工藝品設(shè)計,服裝設(shè)計與制作,發(fā)型設(shè)計,文物資料照片的復(fù)制和修復(fù),運動員動作分析和評分等等,現(xiàn)在已逐漸形成一門新的藝術(shù)——計算機(jī)美術(shù)。

  參考文獻(xiàn):

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  [3]楊枝靈、王開等.數(shù)字圖像獲取、處理及實踐應(yīng)用 人民郵電出版社 2003.

  [4]王學(xué)武,譚得健.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢.計算機(jī)工程與應(yīng)用,2003:98~113.

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