光學圖像信息處理技術仿真研究

王忠福

【摘要】 光學圖像信息處理技術是圖像信息處理技術的重要組成部分，相對于其他數字圖像信息處理方法結構更加簡單，處理效果更加先進，光學圖像信息處理技術具有并行高速的處理優點。研究光學圖像信息處理技術是圖像信息處理技術的核心和關鍵，與此同時，對這種技術的研究有利于仿真實驗的有效進行。本文將主要對光學圖形信息處理技術進行研究和探討，從而促進仿真實驗的順利開展。

【關鍵詞】 光學圖像 信息處理技術 仿真研究

光學圖像信息處理技術一般可分為相干光圖像信息處理和白光圖像信息處理，相干光圖像信息處理是指基于光學頻譜分析，利用傅里葉綜合技術，借助空間濾波技術對光學信息技術進行處理的過程，主要應用于圖像邊緣增強，圖像識別、圖像復原等。白光圖形信息處理技術主要是指以微小的光源尺寸提高空間相干性，并在輸入面上引入光柵提高時間相干性，并在一定程度上保留相干光信息處理的特征，相干光信息處理和白光圖像信息處理采用的光源不同，所以處理手段自然不同，但在本質上存在一定的共通處，這兩種圖像信息處理技術都有利于對光學圖像信息技術進行仿真研究。

一、光學圖像信息處理技術

1、圖像邊緣增強。圖像邊緣增強可以提高圖像的識別能力，主要應用于醫學診斷、軍事偵查、航空航體、衛星圖片等領域，同時，圖形邊緣增強是圖像分割、紋理特征和形狀特征等圖形分析的前提和基礎，圖像邊緣增強的方式多種多樣，主要包括以下幾種方法：頻域濾波法、光柵光學微分、激光散斑離焦、光學小波變換等等。2、圖像相減。圖像相減主要是用于監測兩種相似圖片的差異，從而使我們能夠更加清晰準確的研究事物之間的變化規律，如監測病理變化以及監測加工工件的缺陷，或監測大陸變遷、自然災害等等。相干光學圖像相減的方法主要是采用全息法、散斑法、光柵法等[1]。3、圖像識別。圖像識別是指用于監測和判斷一組圖像中是否含有某一特定的圖像信息，可應用于現實生活中的指紋識別、人臉識別等等，相干光學圖像識別的方法主要以匹配濾波相關識別和聯合變換相關識別為主。4、反差調整技術。對于反差過大或過小的圖像要進行反差調整，反差調整可以在化學加工中合理選用感光材料和加工藥液來實現，不僅可以可應用相關技術來進行調整，還可以應用相關掩膜技術來進行。首先要對原圖像進行反差測定，在確定膜片反差后，要在加工時密切注意藥液和感官材料的選用，從而得到更加符合要求的膜片，進而得到所希望反差的圖像。5、圖像恢復和假彩色編碼。圖像恢復是指恢復一個被已知的線性空間不變點擴散函數模型的圖像，其模糊的主要原因有幾下幾點，一是成像系統的像差，二是因為目標和底片是相對運行的，三是由于大氣的擾動等，同時，系統分析可以歸結為系統傳遞函數的缺陷。圖像恢復通常采用的是逆濾波或解卷積的方法進行恢復[2]。人眼對黑白圖像的灰度變化通常情況下最多只能分辨十五到二十個等級，但對于彩色變化一般能分辨幾百個等級，所以將黑白圖像彩色化，并使彩色圖像的特征更加鮮明是當前圖形信息處理的重要任務和主要研究課題，假彩色編碼就是綜合運用編碼的方法使黑白圖像轉換為不同彩色圖像的過程，這種方法主要應用于材料分析、醫學診斷、軍事目標識別等領域。假彩色編碼主要以等密度假彩色編碼為主。

二、彩色增強技術

2.1多光譜彩色合成

多光譜彩色合成是指將兩張或兩張以上的不同波段的影像疊掩而形成彩色圖像的技術。主要包括以下幾種方式。

1.合成儀彩色合成。合成儀彩色合成是由多光譜彩色合成儀完成的，彩色合成分為加色法和減色法彩色合成，加色法彩色合成是指把同步獲得的不同波段的黑白單色透明片分別裝在投影器上，同時配上不同顏色的濾光片，將投影的相應影像準確的重合在一起，從而得到一個彩色的影像。2.分層曝光彩色合成法。分層曝光彩色合成法是指在彩色放大機上將三張藍、綠、紅多光譜負片分別配以藍、綠、紅濾光片，分三次對同一彩色相紙曝光而得到的彩色合成片。這種方法能夠保證三個影像的重疊精度，加大合成的成功準確性和精確性。3.染印法彩色合成。染印法彩色合成是指應用彩色減色原理來進行的，它是利用多光譜負片拷貝出浮雕正片，再用黃、品、青三種燃料分別染色，然后轉印在白紙上，從而形成彩色合成影像[3]。

2.2彩色密度分割法

彩色密度分割主要是在彩色密度分析儀上進行的，指的是將黑白影像的密度值劃分為不同等級，同時，將不同等級用不同的顏色表示，這樣便會得到一張假彩色密度分割圖像。分析儀還能統計出各等級多占面積的百分比。

結語：光學圖像信息處理就是指圖像的光學增強，光學增強可突出所要識別的目標，同時產生一些模糊信息，并且將黑白圖像變為彩色圖像，從而使目標的可辨認度增強，同時增大地物間的灰度差別等，進而改善影像的清晰程度，進一步突出影像的一些重要特征，在方便識別影像資料的同時，加強對其所包含的信息進行充分利用。

參 考 文 獻

[1]宋湛華.圖像信息處理技術在紡織行業應用中的前景[J].紡織導報，2011，05：149-150.

[2]趙慶春，朱建平，趙文杰.光學圖像信息處理技術在航空偵察攝影圖像處理中的應用[J].影像技術，2012，01：19-22.

[3]紀鋼，張小川.圖像信息處理及圖像數據庫模型分析[J].計算機工程與應用，2013，08：64-65.