计算机技术在图像处理中的应用

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摘 要 ：随着科技的发展与进步,计算机技术越来越成熟,计算机技术在图像处理领域的应用也越来越广泛.本文对计算机技术在各领域的应用进行了简单介绍,并对其发展前景进行了展望.

关 键 词 ：计算机；技术；图像处理

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 16-0000-02

计算机技术的出现为人类的生产和生活提供了极大的方便.计算机技术广泛的应用在各行各业当中.计算机技术在图像处理工作方面很明显有着人类无法比拟的优势.计算机技术可以通过交互式的操作去完成许多复杂的处理工作.这也是信息社会下图像处理必然的发展趋势.传统的图像处理工作非常繁杂,计算机技术的应用可以改变这种状况,它可以显示处理程序过程,能够在同一时间处理大量的图像,完成图像处理相关的编写程序,让图像处理工作生动有趣.对多种图像处理技术进行开发和利用,能够更好地推动完成图像处理的工作.

1.计算机图像技术的概念及背景

20世纪60年代,航天技术的大力发展带动了计算机图像处理技术在各行各业的发展.它能够通过利用计算机实现人类的视觉功能,把所测对象映射为数字图像,并通过模仿人的判别准则去识别和理解图像.它的主要原理是：利用摄像机和图像采集卡把外界图像进行转换,转换为以红（R）、蓝（B）、绿（G）三个原始灰度值表示成的数字图像,然后通过利用相应的软件对其数字图像进行分析、加工、处理和输出的操作.随着计算机的进一步普及和发展,图像处理技术已经扩大到军事技术、工农业生产、科学研究等各个方面的应用.

2.常用的图像处理方法

为了更好的对图像进行研究和分析,就要对图像进行必要的处理步骤.目前常用的图像处理方法主要有电学模拟处理技术和光学-计算机混合处理技术.

（1）电学模拟处理技术能够令光强度信号转换成电信号,然后再利用电子学对信号进行加、减、乘、除,进行浓度分割、反差放大、彩色合成、光谱对比等.电视视频信号中就经常用到这种技术.近期的电学模拟处理方法发展非常快.CCD模拟处理方法根据特性来分,可分为处理功能：1）通过建立反变换将数据信息进行重新排列,或者通过多路调制成串行的时序信号被转换成并列输入的信号2）改变时钟脉冲频率去实现模拟的模拟滞后；3）它能够充当各响应的能够作为信号处理装置的滤波器.在成本以及设备方面电学模数处理都具有很大优越性,并且相对计算机来说在滤波技术方面更加容易去实现.

（2）光学一计算机混合处理技术就是先用光学的办法进行预处理图像,再利用数字方法进行精处理步骤.此方法能够兼备二者的优点,因此非常适用于一些特殊情况当中.

4.图像处理技术

图像处理技术又称影像处理,是通过计算机对图像进行分析从而达到所需结果的一项技术.图像处理技术一般是指数字图像处理,即用扫描仪、数字摄像机等设备经过采样、数字化之后得到的二维数组,也就是像素,称为灰度值.图像处理技术主要包括图像压缩,增强和复原,匹配、描述和识别三个部分.

4.1 图像增强和复原

为了改进图片的质量,需要将图片进行图像增强,例如增加对比度,修正几何畸变等.图像增强按所用方法可分成频率域法和空间域法.低通滤波（即只让低频信号通过）可去掉图中的噪声；高通滤波法可增强边缘等高频信号,使图片变得清晰.图像复原是在假定已知模糊或噪声的模型时试图估计原图像的一种技术.

4.2 图像压缩

数字化得到图像的数据量是十分巨大的,通常由500×500或1000×1000个像素组成.动态图像数据量会更大.因此对于图像的存储和传输来说,图像压缩十分必要.不失真的方法和近似的方法是两类压缩算法.前者用于静态图像,后者用于动态图像.MPEG和JPEG均属于近似压缩算法.

4.3 图像的匹配、描述和识别

图像的匹配、描述与识别是图像处理的主要目的,它得到的是一幅具有明确意义的数值或符号构成的图像或图形文件,不再是一幅具有随机分布性质的文件.如：指纹鉴别、人脸识别等是模式识别的内容.当今的模式识别方法通常有三种：统计识别法、句法结构模式识别法和模糊识别法.

5.计算机图形图像处理技术的应用

5.1 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）

计算机辅助设计与制造（简称CAD/CAM）技术就是计算机技术和制造工程技术相互渗透、紧密结合之后发展起来的综合性应用技术,它有学科交叉、知识密集、应用范围广泛的特点.计算机辅助设计与制造技术属于先进制造技术的重要组成,是衡量一个国家工业现代化和科技现代化水平的重要标志之一.工业领域中的一个运用广大的实用工具就是CAD和CAM.计算机图形操作还在室内设计、建筑设计等领域中有广泛的应用,并且汽车、飞机等工具的外型设计也被运用在其中.此外,在印刷电路板、网络分析等多方面的应用也很广泛,并取得了非常好的效果.

5.2 遥感图像处理系统

遥感技术的迅速发展推动了高质量的不同波段遥感数字图像被广泛的应用于农、林、牧、渔、环境、气象、规划、军事等部门的科学技术现代化当中.图像处理在遥感技术应用领域中是十分重要的,它代表了遥感技术的自动化处理及应用程度的进程,将来一定会形成专业的快速成图与信息提取自动化系统,而这个系统将会以数字图像处理为主.遥感技术应用一定会继续不断发展下去,它的功能也会不断的进行扩展和完善.

5.3 计算机艺术和动画设计

在艺术创作和动画设计方面,计算机图像处理技术涉及到的软件很多,例如三维动画造型、二维的平面构图或者3D MAX等,这些软件也都在现代社会中的其他领域中广泛的被利用.例如利用Photoshop就能够将很多的图像应用于商业广告、公益广告、小型平面设计实例、特效文字,甚至还有制作设计宣传的会展门票、彩页以及海报.离开计算机技术的运用,这么多的图片处理功能就不能完美的完成,也不能有那么多的方便.

6.计算机图像处理技术的发展趋势

现代科技推进了计算机技术的迅猛发展,计算机技术也就越来越成熟,并且在图像处理方面造成了很大的影响.新时代的图像处理要求不断在提高,为了满足发展的需要,技术开发人员就应该不断的进行技术探索.计算机技术在未来的社会发展当中会有越来越广泛的应用,在图像处理技术上一定会给人们提供很大的便利.随着大批的成熟软件进入市场,技术的可靠性以及配置的优越性都能够进行多途径、多目标、多阶段的综合信息处理操作.在计算机技术发展的进程中,既有为专业人员设计的专业软件,也有适合普通人员使用的普通软件,不断地在满足不同阶层的图像处理需求.今天的人类社会已经进入了信息化时代,受到科学技术深远而广泛影响,为了把我们的世界带进一个更加丰富多彩的空间里.技术人员就要通过开发更为有利的技术去完成更多图像处理的复杂操作.这种利用计算机将图像转换成为数字图像,并且能够结合声音、文字,并在计算机中储存的技术受到很大的重视.我们坚信,计算机一定能够更好地服务于生活,服务于人们.