數字圖像處理技術的發展及應用

李丹

摘 要：如今是數字化的時代，在高度數字化的科技環境下，數字圖像處理技術得到了飛速發展，用數字化的信息表現出圖像，方便運用計算機進行處理識別，根據人們的意識和要求對圖像進行分析處理，能夠更加便捷的分析圖像，達到對圖像的完全控制。如何合理的應用數字圖像處理技術，將其作用最大化，并尋求未來的前景，是現在的重點研究課題。

關鍵詞：數字圖像處理；計算機技術；現狀；應用；發展趨勢

1數字圖像處理技術的基本概念

根本上來看，大量的信息形成圖片，這也是人們獲取信息的主要方式和來源。一般情況下，人們直接獲取的圖像不能被直接利用，需要借助一定的技術手段來處理才能被有效利用；而現在計算機的相關技術的發展為圖像信息的處理提供了非常大輔助作用。數字化的圖像恰好是計算機能夠處理的對象，圖像的實質就是由數值組成的矩陣。一副圖片中是由不同區域和像素元素組成，每一個像素點都有兩個非常重要的參數，即灰度和位置。當對所有的像素點進行數字量化表示后便形成數字組成的矩陣，便可以經計算機處理。數字圖像處理技術便是計算機利用不同的方法對圖像進行處理的方式方法。圖像處理即是利用計算機分析圖片，為了得出某種結論。將圖片經計算機處理后變成另一種表現方式，其本質就是圖片到圖片的變換，以便得出其中蘊含的特定信息。早期的研究中，圖片處理技術的目的是為提高圖片的視覺質量。20世紀70年代之后，伴隨著計算機技術、互聯網技術和人工智能技術的發展，數字圖像相關技術借此機遇得以向更高層次技術發展的機會。之后小波理論的出現，被認為是圖像處理領域里最有效的方法。目前隨著計算機技術和相關圖像算法理論的大力發展，圖像處理技術得以重大發展，已經成為新型極具研究潛力的新學科。

2數字圖像處理技術的應用

2.1在農業領域的應用

數字圖像處理技術在農業上發揮了很大的作用。首先，在農作物病蟲草危害識別上發揮了極大的作用。在識別病蟲草害領域，傳統方法是依靠經驗、查找書籍對照等，對非專業人士難度很大。現在，通過對病蟲草害圖像進行處理分析，可以進行智能識別。如今，在識別時經常實用的顏色空間區分法已從傳統的單色模型發展到RGB、CMYK、HSI、L*a*b*等多種模型，更加快速精準的識別作物的病蟲草害，為農業發展提供幫助。其次，數字圖像處理技術也可以在農作物自動收獲中起到應有的作用。數字圖像處理技術可幫助自動采收機精確識別果實，提高收獲的準確性，通過事先將橘子的顏色信息錄入，使得采收機器人能夠通過數字圖像處理技術，在橘子樹中正確的分辨出橘子，據統計，采收機器人的識別錯誤率約在6%左右，已經可以應用。在作物自動采收中，還可利用數字圖像處理技術去分辨水果的成熟與否，使得自動采收機的采收工作更加精準。最后，在作物分級領域，數字圖像處理已經進入實踐階段。在農業機械化最為發達的美國，50%以上的水果是通過數字圖像處理技術進行質量分級，極大的節省了人力，提升了效率。我國該項技術的研究始于上世紀80年代，現在進展迅速，也已經運用到實踐過程當中。

2.2航空技術領域

數字圖像可以處理多種類型的圖像，適用范圍廣泛，可以處理數據量龐大的航空圖像。處理過程為：衛星、航天器等拍攝的照片先在太空中轉為數字信號儲存在磁帶中，由航天器從拍攝地點運輸到地球，交與相關技術人員處理。提取、傳遞、分析等圖像處理過程技術要求很高，因為影響成像系統的因素很多，圖像受損的概率高。數字圖像處理技術對航空技術領域的影響很大，人們通過圖像分析展開一系列的勘探、建設、規劃等活動。數字圖像處理技術是一個跨學科的領域，盡管其發展歷史不長，但卻吸引了各領域研究人員的關注。

2.3業和工程領域

圖像處理在工業生產和工程中的應用十分廣泛，可以實現對產品的快速及無損檢測，促進生產效率的提高并取得了巨大的經濟效益。比如浮法玻璃生產中，在玻璃生產流水線上進行在線檢測，以檢查是否含有劃痕、雜質、裂紋等缺陷。在紡織方面，采用數字圖像處理技術可以檢測紡織品是否存在孔洞等疵點。其他方面的應用還有晶振元件缺陷檢測、流水線零件的自動檢測識別、郵件和包裹的分揀、焊縫及內部缺陷的檢查、彈性力學照片的應力分析、軋鋼廠軋制中的鋼坯位置的確定和尺寸的測量等。

3數字圖像處理未來的發展趨勢

在科學技術飛速發展的過程中，數字圖像處理技術也得到了飛速發展。當硬件成本逐漸降低，圖像處理技術在多個領域中的應用也逐漸深入。事實上，目前圖像處理技術應用于日常生活的并不多。在計算機領域飛速發展的過程中，包括人工智能和大數據云計算在內的新型研究領域得到了較快的發展。圖像處理對于計算機視覺研究也起到了一定的促進作用。在人工智能領域中，視覺是其中機器重要的感官之一。目前，對三維應力的理解與識別成為大眾廣泛研究的對象，其在一些軍事活動和較為危險的任務中發揮著越來越重要的作用。在目前的研究水準下，視覺的作用機理還不太明確，因此，對這方面的研究有待加強。此外，數字圖像處理技術會朝著虛擬現實的方向發展。所謂“虛擬現實”，就是通過計算機輔助技術，打造一個3D虛擬空間。事實上，圖像處理技術就是基于計算機硬件技術研究處理的，比如在機器人身上安裝攝像機，借助該攝像機來對環境進行感知，從而進一步對計算機機器人進行操縱。在社會發展和時代進步的過程中，3D空間逐漸被大家所熟悉。在軍事領域，可以通過電子沙盤來實現角度的相關計算，還可以對點與點之間的障礙物進行反映。當數字圖像處理技術進一步發展，模擬試飛也成為了一種可能。計算機視覺作為三維重建中非常重要的問題，其圖像處理技術就能夠發揮非常重要的作用。

4結語

綜上所述，數字圖像處理技術伴隨著計算機技術的發展而產生，現在已經在多個領域得到運用。數字圖像處理技術有著傳統圖像識別處理無法比擬的優點，在農業、航空技術等多個領域都可以代替傳統的方法，有著高速準確成本低的優點，在未來的發展中有著廣泛的應用前景。

參考文獻：

[1]王容.淺談數字圖像處理技術的應用與發展[J].網絡安全技術與應用，2014（07）：237-238.

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