試論計(jì)算機(jī)圖像處理中模糊數(shù)學(xué)理論的具體應(yīng)用

張風(fēng)彥 銅川職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)部 李強(qiáng) 銅川市新區(qū)第一中學(xué) 戴麗萍 銅川職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)部

試論計(jì)算機(jī)圖像處理中模糊數(shù)學(xué)理論的具體應(yīng)用

張風(fēng)彥 銅川職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)部 李強(qiáng) 銅川市新區(qū)第一中學(xué) 戴麗萍 銅川職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)部

模糊數(shù)學(xué)理論針對(duì)計(jì)算機(jī)圖像處理中圖像分析與計(jì)算機(jī)視覺(jué)對(duì)圖像造成的影響而產(chǎn)生，最終目的是為了處理圖像的模糊性，從而達(dá)到圖像識(shí)別、圖像解釋與描述的目的。本文在模糊數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算機(jī)圖像處理中模糊數(shù)學(xué)理論的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

計(jì)算機(jī) 圖像處理 模糊數(shù)學(xué)理論

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷普及，人們工作、生活以及生產(chǎn)效率得到很大程度的提高。計(jì)算機(jī)圖像處理在計(jì)算機(jī)技術(shù)中占據(jù)重要部分，作為信息論、計(jì)算機(jī)技術(shù)與信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合的綜合性應(yīng)用學(xué)科，數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)成為人類(lèi)視覺(jué)延續(xù)的一種重要手段，然而受到計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像分析的影響，圖像會(huì)存在模糊性，因此采取模糊數(shù)學(xué)理論對(duì)圖像進(jìn)行處理也就十分重要。

1 模糊數(shù)學(xué)理論

在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，自然界多種事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表述采用隨機(jī)數(shù)學(xué)以及精確數(shù)學(xué)，并且獲得了較為顯著的成效，然而仍有大量的模糊現(xiàn)象存在并且被回避，近年來(lái)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，模糊數(shù)學(xué)理論出現(xiàn)并在較多領(lǐng)域內(nèi)普遍運(yùn)用。模糊數(shù)學(xué)理論指的是對(duì)模糊性現(xiàn)象進(jìn)行研究及處理的一種數(shù)學(xué)方法和理論，模糊集合是其基本概念，主要研究?jī)?nèi)容包含模糊數(shù)學(xué)理論、模糊語(yǔ)言學(xué)運(yùn)用、模糊數(shù)學(xué)和精確數(shù)學(xué)以及隨機(jī)數(shù)學(xué)三者之間的關(guān)系、模糊數(shù)學(xué)以及模糊邏輯的運(yùn)用等。具體而言，模糊數(shù)學(xué)理論就是將所有事物作為數(shù)學(xué)集合看待，將范圍不明確、無(wú)法確定集合的各個(gè)元素，用變量的角度統(tǒng)一描述這一集合，將集合中的所有元素當(dāng)做變動(dòng)的量。

2 計(jì)算機(jī)圖像處理中模糊數(shù)學(xué)理論的運(yùn)用

紅、黃、籃為計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)中的三元素他們與清晰度、對(duì)比度以及圖像顏色共同構(gòu)成了計(jì)算機(jī)圖像處理的主要內(nèi)容，而在處理過(guò)程中，三個(gè)顏色值范圍內(nèi)的模糊調(diào)動(dòng)并無(wú)明確概念，因此圖像處理存在較大的偏差，而通過(guò)模糊數(shù)學(xué)理論可以有效解決這一問(wèn)題。

2.1 圖像調(diào)整中模糊數(shù)學(xué)理論的運(yùn)用

一般調(diào)整圖像對(duì)比度時(shí)多是通過(guò)對(duì)圖像顏色的參與值進(jìn)行調(diào)整，只需要保證調(diào)整的圖像顏色值在一定的范圍內(nèi)，就可以達(dá)到較為理想的效果，然而對(duì)于一些較為特殊的圖像則效果較差。在對(duì)模糊圖像進(jìn)行處理時(shí)，首先要明確圖像的輪廓，使圖像邊緣強(qiáng)化并具有準(zhǔn)確的形狀。如在處理灰度值較大的圖像時(shí)，要保證其圖達(dá)到一定的清晰度，首先要對(duì)其灰度邊緣進(jìn)行調(diào)整，不僅可以增加其灰度值，同時(shí)有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)比清晰。我們可以通過(guò)模糊邊緣提取法來(lái)提高圖像灰度值，選定一個(gè)圖像，其灰度值為某一確定的比例，那么在一定像素值內(nèi)，其灰度值也為固定范圍，通過(guò)這一比例關(guān)系可以得到其灰度值范圍，并根據(jù)得到的灰度值范圍來(lái)得到圖像的最大灰度值，最后通過(guò)對(duì)圖像邊緣灰度模糊值進(jìn)行調(diào)整就可以得到圖像對(duì)比度的調(diào)整。

2.2 圖像融合中模糊數(shù)學(xué)理論的運(yùn)用

圖像融合也是計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)中使用較為廣泛的運(yùn)用之一，多在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、工程繪圖等使用。常規(guī)情況下，進(jìn)行圖像融合的兩個(gè)圖像若相似度較高，那么融合的難度較小，反之，若進(jìn)行融合的兩個(gè)圖像或者數(shù)據(jù)之間的數(shù)值差別、相似度較大，那么圖像融合就會(huì)受到一定范圍的限制，此時(shí)就需要運(yùn)用到模糊數(shù)學(xué)理論。圖像融合指的是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像的高度處理，對(duì)至少兩個(gè)圖片進(jìn)行高度融合。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，計(jì)算機(jī)處理圖像更加精細(xì)，圖片的色彩質(zhì)感以及空間質(zhì)感明顯增加，因此在圖片融合時(shí)，圖片的相似會(huì)表現(xiàn)出不同的灰度，而融合過(guò)程中圖片灰度的變化會(huì)導(dǎo)致圖片性質(zhì)發(fā)生改變，因此在進(jìn)行圖片融合時(shí)，必須要重視灰度值參考數(shù)據(jù)的調(diào)整。通過(guò)模糊數(shù)學(xué)原理可以對(duì)圖片融合進(jìn)行處理，將圖片融合中的灰度值以及圖片間的融合程度當(dāng)做一個(gè)集合函數(shù)，并推斷出灰度值與圖片融合間的函數(shù)關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)圖片高度融合。

2.3 圖像調(diào)整中模糊數(shù)學(xué)的運(yùn)用

圖像調(diào)整一般是指圖片顏色及形狀的調(diào)整。計(jì)算機(jī)圖片可以通過(guò)不同色彩、色彩搭配比例來(lái)實(shí)現(xiàn)完全不同的視覺(jué)效果，并使圖片表現(xiàn)出不同的顏色。通過(guò)數(shù)學(xué)模糊原理可以對(duì)圖片顏色進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)師根據(jù)需要的圖片風(fēng)格來(lái)對(duì)色彩度進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)不同色彩間的搭配進(jìn)行控制，達(dá)到預(yù)期的效果。

2.4 其他圖片處理中模糊數(shù)學(xué)理論的運(yùn)用

模糊數(shù)學(xué)理論同時(shí)在濾波技術(shù)、圖像編碼、數(shù)字化以及圖像分割等多方面處理中有所運(yùn)用，并且開(kāi)發(fā)潛力巨大，對(duì)于圖片質(zhì)量的提高有著重要意義。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，人們對(duì)于圖片精準(zhǔn)度的要求也明顯提升，模糊數(shù)學(xué)理論在計(jì)算機(jī)圖像處理中運(yùn)用可以簡(jiǎn)化圖片處理，提高圖片處理效果，為后期圖片設(shè)計(jì)提供了精準(zhǔn)素材，因此可以在計(jì)算機(jī)圖像處理中推廣使用，以服務(wù)于更多領(lǐng)域。

[1]成桂玲.基于模糊數(shù)學(xué)的計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)課程體系的評(píng)價(jià)研究[J].消費(fèi)電子, 2012(13):126-127.

[2]王文武.一種基于統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理和模糊數(shù)學(xué)的圖像融合算法[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程, 2006, 34(7):42-44.

[3]魏少峰,張穎.模糊數(shù)學(xué)理論在計(jì)算機(jī)圖像處理中的應(yīng)用[J].科技風(fēng),2012(7):44-44.

張風(fēng)彥（1981.01—），女，漢族，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，講師，碩士，主要從事計(jì)算機(jī)圖像處理；李強(qiáng)（1982.01—），男，漢族，陜西楊凌人，中級(jí)，學(xué)士，主要從事數(shù)學(xué)應(yīng)用；戴麗萍（1981.11—），女，滿族，陜西西安人，講師，碩士，主要從事信息技術(shù)研究。