計算機圖像處理和識別技術分析

趙健

四川文化傳媒職業學院，四川，成都，611230

0 引言

隨著信息時代的到來，計算機技術得到了快速的發展與應用，隨之也產生了海量的數據信息，這些數據雖然蘊含了大量的高價值信息，但其中也不乏一些冗余數據和無效數據，這些信息的存在會對計算機的響應速度造成非常大的影響，影響到計算機的工作效率。因此，只有利用先進的計算機技術，實現對數據信息的優化，才能進一步保障數據的有效性和安全性。計算機圖像處理和識別技術作為一項新興的先進技術，具有處理精確度高、處理速度快和靈活性高等優勢，能夠進一步提高計算機圖像的處理與識別效果，并可按照人們的具體需要來改變處理與識別的側重點，從而實現在不同領域的廣泛應用，例如智能交通領域、有色金屬領域、公安偵察領域和醫學醫療領域等，在未來具有廣闊的發展前景。

1 計算機圖像處理和識別技術概述

計算機圖像處理和識別主要在進行圖像采集后再進行，其中，圖像處理的過程主要包括灰度化、二值化、去噪、傾斜度校正、字符切割和歸一化；圖像識別的過程主要包括提取字符特征、樣本訓練和識別。具體的圖像處理和識別流程如圖1所示。

圖1 圖像處理與圖像識別流程圖

計算機圖像處理和識別技術與人類的圖像識別具有較高的相似度，人們在進行圖像識別時，通常要對圖像的內容的顏色、形狀和大小進行直觀感受，將信號傳遞給大腦神經系統，從而進一步實現圖像信息的提取；計算機圖像處理和識別則主要通過將計算機神經網絡中樞轉變為系統存儲的方式來實現對圖像的處理和識別[1]。但在具體應用中，由于計算機缺乏人類的直觀感受能力，因此會導致圖像處理與識別的結果缺乏良好的主觀性，其識別結果通常會與人們的識別結果有一定的出入。

2 計算機圖像處理和識別技術的研究范圍和需要用到的基本概念

2.1 研究范圍

圖像是進行信息交換和信息接收的重要方式，涉及我們生活中的各個方面，因此對于計算機圖像的處理和識別技術也與我們的生活具有很深的聯系。計算機圖像處理和識別技術需要用到形態數學、集合論和立體學等知識，從而利用模擬技術、光學技術來完成對圖像的高效處理和精確識別。其研究范圍主要涉及以下幾個方面。

（1）圖像的數字化：圖像的數字化主要是以數字的形式來實現對光學圖像的表達，數字信號具有精確度高和不易失真的特性，能夠使得圖像內容在保持完整的同時，讓計算機進行精確的處理。

（2）圖像的編碼：主要指通過對圖像進行合理的編碼，能夠進一步簡化圖像信息，從而確保在傳輸時圖像信息能夠實現良好的壓縮。由于在圖像編碼期間，部分冗余的圖像信息會對編碼工作產生干擾，因此相關編碼人員要做好對冗余圖像的清除處理，從而提高編碼的準確率。

（3）圖像的分析：圖像的分析主要指對圖像產生的看法和對圖像信息傳達意義的探究。

（4）圖像的增強：通過對圖像信息中的信號進行放大，從而實現圖像效果的提升，使得圖像更加清晰，更加容易識別。

（5）圖像的恢復：主要指利用AI修復技術，將因傳輸、壓縮和處理不當導致的已經模糊和退化的圖像進行復原的操作。

（6）圖像的重建：主要指對三維圖像的立體結構進行解構，并以二維圖像的形式表現出來，通過對二維圖像的結構進行修復和完善，從而實現三維圖像的重新建立的過程。

2.2 需要用到的基本概念

（1）設備分辨率。設備分辨率又名輸出分辨率，主要指所有輸出設備在每英寸圖像上能夠產生的點數，主要包括顯示器屏幕分辨率、打印機分辨率和掃描儀分辨率等。

（2）屏幕分辨率。屏幕分辨率主要指能夠在顯示屏幕上通過肉眼觀察圖像來分辨出來的程度，通常屏幕的分辨率的大小都由計算機的顯卡來決定。分辨率的大小主要由像素之寬和像素之高的乘積表示，例如，一塊顯卡的像素寬為1024點，像素高為768點，則屏幕分辨率將表示為1024×768。

（3）打印機分辨率。主要指打印機進行打印的極限能力，能夠決定輸出的質量效果。

（4）掃描儀分辨率。主要指掃描儀的極限解析能力，與輸出的質量效果也具有一定的關聯性。

（5）圖像分辨率。圖像的分辨率主要指在圖像中存儲信息的量，與圖像的尺寸共同決定了圖像文件在具體輸出中的大小和質量，通常由每英寸的ppi來進行輸出圖像文件的衡量。

（6）網屏分辨率。網屏分辨率又稱網屏頻率，與灰度和分色相關，主要指在灰度圖像打印或分色圖像打印中使用的網屏中每英寸所承載的點數。

（7）位分辨率。位分辨率又名位深，是衡量圖像像素存儲信息位數的主要方式，能夠決定在屏幕上每次顯示顏色的種類。

3 計算機圖像處理和識別技術的優勢分析

3.1 精確度高

計算機圖像處理和識別技術具有精確度高的特點，在運用過程中，可以在同一時間分別處理與識別多張不同的圖像，并能夠從海量圖像中迅速篩選出有效完整的圖像信息，與傳統的人工圖像處理和識別方式相比，具有更高的精確度。不過，由于計算機圖像處理和識別技術在應用過程中缺乏良好的主觀性，會影響到實際的識別效果，因此在應用計算機圖像處理和識別技術時，還應考慮到人工圖像處理和識別的作用，結合好兩種方式進行處理和識別，從而提高整體的應用效果。

3.2 處理速度快

隨著互聯網技術的不斷發展，人們在日常生活中可以接觸到的數據信息量也越來越大，對圖像的處理和識別的速度要求也越來越高，由于計算機圖像處理和識別技術對于圖像數據的處理速度很快，能夠進一步節省處理和識別的時間，從而在許多領域都能發揮出重要作用，因此，要進一步加大對計算機圖像處理和識別技術的運用，從而提高數據處理和識別的效率，進而在許多領域都能發揮出其重要作用，為各行各業提供更多的便利。

3.3 具有很好的靈活性

計算機圖像處理與識別技術具有很好的靈活性，技術人員在具體應用時，可以進行智能化的圖像處理和識別設置，從而實現圖像的自動化處理和識別，并應用于不同的工作場景。通過應用計算機圖像處理和識別技術，不僅能夠進一步減輕技術人員的工作強度，還能夠使得圖像處理和識別的操作適用性更強，能夠進一步提高技術人員工作的靈活度，并提高計算機圖像處理和識別的準確度和適用性[2]。

4 計算機圖像處理和識別技術應用過程

計算機圖像處理和識別技術的應用過程主要涵蓋了圖像信息的獲取、圖像的預處理、特征點的抓取和圖像信息的分類四個過程。其中，圖像的獲取主要指計算機通過內部的各種傳感器來捕獲圖像信息，并將其同步轉化為特定的數字信號，為接下來的應用打好基礎；計算機在完成對圖像信息的獲取后，需要立即進行圖像的預處理操作，從而提取出具有價值的圖像信息，并上傳到圖像識別模塊完成識別；通過進行圖像中特征點的抓取，能夠進一步加強對有價值圖像信息的獲取能力，并實現對冗余圖片信息的精簡，從而提高后續的圖像處理和識別效率；在精簡圖像信息后，可以設置一個識別規則，從而實現對海量圖像信息的分類處理，并進一步完成對目標圖像的精準定位，使得計算機圖像處理和識別圓滿完成。

5 計算機圖像處理和識別技術的具體應用

5.1 智能交通領域的應用

由于計算機圖像處理和識別技術在應用過程中具有精確度高和處理速度快的優勢，因此在智能交通領域具有十分廣闊的應用前景。通過應用計算機圖像處理和識別技術，能夠進一步提升智能交通領域中的車輛定位、輔助駕駛和智能調校的能力，從而使得在交通領域的圖像信息都能夠得到快速和精準地處理和識別[3]。例如，在車輛的輔助駕駛方面，通過應用計算機圖像處理和識別技術，能夠實現實時識別路況信息，從而對車輛即將面臨的風險狀況做出及時的預測和判斷并做出預警，能夠有效控制車輛事故問題的發生，進一步保證車輛中人員的生命安全。此外，計算機圖像處理和識別技術還能夠做到準確識別道路上的車輛信息，對于車輛的行駛軌跡的分析與預測都能夠起到很好的輔助作用，能夠進一步提升對違法車輛的識別和處理能力，從而進一步強化交通管理，維護交通安全。

5.2 有色金屬領域的應用

有色金屬作為常見的金屬類物質，類型眾多，并在工業領域中得到了廣泛的應用，能夠為人們提供大量在日常生活中不可或缺的金屬產品。以常見的有色金屬銅為例，其在自然界中主要是以銅礦的形式而存在，由于銅礦種類眾多，且成分復雜，組成結構也各式各樣，這給銅礦的檢測工作帶來了很大的難度，因此在進行銅礦探測時，可采用計算機圖像處理和識別技術，結合物理和化學等檢測方式，從而將銅礦的結構和性質數據充分錄入到計算機中，并尋找銅元素的特征點，進而實現對銅礦的精確分析，進一步提高檢測效率[4]。

5.3 公安偵察領域的應用

在公安偵察領域，計算機圖像處理和識別技術的應用具有良好的效果，能夠為公安偵察工作提供更多的技術支持。例如，在進行嫌疑人員的排查工作時，通過應用計算機圖像處理和識別技術，能夠快速地進行面容甄別，進而迅速鎖定嫌疑人員的面容相貌和行蹤軌跡，從而進一步縮小排查范圍，提高案件的偵破速度；在面對一些信息不全、內容有缺失的圖像信息時，利用計算機圖像處理和識別技術，還能夠實現對殘缺圖像信息的修復，使得圖像信息內容更加完整，從而為案件的偵破提供更多線索，進一步提升案件的偵破效率。

5.4 醫學醫療領域的應用

隨著醫療技術的不斷發展，信息化技術在醫學醫療領域中得到了廣泛的應用，在為醫學醫療領域提供了便利的同時，也帶來了大量繁雜的冗余數據，對于這些無效數據，可以采用計算機圖像處理和識別技術進行篩選，從而提取出有價值的信息，及時清除無效信息，進一步提高醫療工作的效率。由于醫學醫療工作中對于圖像信息的應用較多，會產生大量的圖像信息數據，因此在醫學醫療領域中具體應用計算機圖像處理和識別技術時，一定要做好分類工作再進行圖像處理和識別，從而使得圖像信息的特征點更加明顯，對圖像處理和識別的工作更加準確高效，為醫護人員提供更加完備的數據支持，進一步提升醫院的診療效率。此外，通過深入應用計算機圖像處理和識別技術，還能進一步提高3D超聲成像、虛擬內窺鏡、核磁共振影像分析的能力，使得醫護人員獲得的圖像信息更加真實準確，有助于為患者開展更加精細的治療工作[5]。

5.5 藝術設計領域的應用

計算機圖像處理和識別技術在藝術設計領域中依然具有獨特的優勢，隨著計算機技術的不斷發展與革新，相關的圖像處理和識別技術能夠對于藝術設計起到良好的輔助作用。例如，房屋設計師在以往進行房屋內飾的藝術設計時，主要通過在計算機上利用手工繪圖的方式來完成，而在設計過程中由于計算機本身通常缺乏對繪圖圖像的處理和識別能力，因此會導致設計過程中難以及時發現出現的失誤，到最終發現時，往往需要對整個設計繪圖的結構進行拆分來實現修復，不僅需要消耗大量的時間，便其利性也無法得到保證。而借助計算機圖像處理和識別技術，計算機能夠在設計師進行設計繪圖的過程中及時對出現問題的部分進行識別，并協助設計師完成相應的處理，從而在不消耗更多時間的基礎上，顯著提升最終的實際設計效果[6]。

6 結語

綜上所述，計算機圖像處理和識別技術作為信息時代發展背景下的新興技術，在眾多領域都得到了廣泛的應用，并在一定程度上推動了我國數據信息化處理的高效發展。在未來，隨著信息技術的不斷進步，計算機圖像處理和識別技術的前景也會更加廣闊，能夠在更多領域作出積極的貢獻，進一步推動社會的發展與進步，從而進一步提高人們的生活水平。