數字圖像處理技術現狀與展望

摘要：結合當前時代科技發展水平分析，自從計算機、網絡等普及后，很多技術在研究過程中都側重智能化、自動化應用，數字圖像處理技術也是如此，該技術主要是通過掃描、識別從而掌握圖像信息特征，然后基于需求可進行復原、分割等操作，該技術主要優勢是可最大限度保證圖像清晰度和傳輸效率，基于這一特點在多領域展現獨特的優勢，在生物醫學、工業工程、航空航天等均取得顯著成果，在此結合當前實際應用情況，分析數字圖形處理技術的特點和功能優勢所在，并對其未來發展做出些許思考，以期為該項技術實現進一步發展提供支持。

關鍵詞；數字圖像處理技術；主要內容；應用現狀；未來展望

數字圖像技術是在多項技術成果、理論成果支持下提出的一種新技術，在實際應用過程中依托計算機功能支撐，通過將圖像信息轉化為二維數字信號，從而實現各項操作，因此該技術想要發揮性能無法脫離計算機支撐，該技術也被稱為計算機圖像處理。該技術包括除噪、增強圖像清晰度、識別、編碼、復原、分割等功能，隨著相關領域研究不斷深入，技術性能持續性增強，圖像再現的復原度大幅度提升，且基于該技術性能優勢和技術優勢分析，數字化圖像處理技術在未來應用前景更為廣泛。

一、數字圖像處理技術概述

（一）技術內涵

該技術是基于計算機技術和數字技術融合應用形成的一種新興技術，該技術具備增強圖像、分割處理、還原及編碼壓縮等功能。該技術應用方法如下：以圖像f（x，y）為例，將該圖像數字化處理后新生成一個圖像f（m，n），此時由于灰度值的差異，兩個圖像像素會有所差別，如果新生成的圖像灰度值變大，圖像的像素會有所提升，此時會顯得更為明亮，反之圖像像素減少，此時看起來就會顯得黯淡，圖像灰度值的變化會導致像素等發生變化，具體來看，圖像明暗度和灰度值之間成反比關系，這也就是數字圖像處理技術的主要原理，通過技術手段和數值變化，便可實現圖像需求化處理[1]。圖像處理時，對待處理圖像的紋理、色彩及灰度值等與正常的圖像數值進行比對研究，便可對圖像的具體信息有更為詳細的了解，從而更為直觀地作出處理方案，利用增強圖像顯示效果或者分割技術等對圖像進行針對性處理。

（二）技術特點

1.高效再現圖像

相較傳統的模擬圖像處理模式而言，數字圖像處理技術的出現和應用進一步增強圖像的清晰度，有效解決傳統模式下容易出現的模糊及像素衰退問題。數字圖像處理技術將圖像信息轉化為數字形式進行映射，其更具有相對性，在進行圖像復刻和傳輸時，不會隨著信息復制而導致圖像質量下降，可以真正實現圖像原版再現。

2.處理精度更高

數字圖像處理技術在進行圖像信息傳輸及復刻時，以數字作為映射載體，借助二維數將圖像信息記錄完全，可進一步提升數字處理精度。但具體應用實踐過程中，該技術能否最大限度發揮精度優勢取決于設備性能，如果搭載的數字化設備可以滿足精度化處理要求，則可以展現優勢，反之會影響效果。同時數字圖像處理技術與傳統處理模式相比在設置操作便捷性方面更有優勢，無需調整各類組件，只需要修改參數便可實現需求，這也有效降低圖像處理成本支出，在資金方面也占據優勢地位[2]。

3.適用性更廣泛

隨著時代發展圖像信息類型呈現多元化特點，例如可見光類型、超聲波類型等圖像信息越來越常見，這對圖形處理技術的適用性提出更高要求。數字圖像處理技術憑借技術優勢，通過二維數組實現灰度映射，可實現多類型信息源定位，也就是只要將圖源信息與運行程序搭建聯系便可以自動對圖形進行針對性處理，這使其具有更廣泛的適用性。

4.圖像處理更靈活

數字圖像處理技術的功能是在依托于原有信息源的基礎上實現的，通過原有信息源才能進行圖像精密化分析、優化改進及重組等操作。借助該項技術不僅可實現線性數據運算，還可實現對非線類數字及信息實現邏輯表達，這就表示數字化圖形處理技術在應用時相較傳統處理模式更具有靈活性[3]。

二、數字圖像處理技術基本內容

結合數字圖像處理技術特點，按照下面五項主要功能闡述該技術主要內容。

（一）圖像變換

數字圖像處理技術是一項綜合性較強的應用型技術，在具體應用和發揮過程中可以實現同時對多個圖像進行優化，這也是目前該技術得到大面積推廣和廣泛應用的原因之一。同時借助數字化技術可實現與其他領域實現共享對接，最大限度發揮技術優勢，但此方面功能想要實現需要強大的計算能力提供支持。

數字圖像處理技術的一項基本技術就是圖像變換，這也是進行圖像處理和優化的前提，具體操作步驟如下：首先需要對圖像進行初步處理，將原本信息數據壓縮及優化，然后進入預處理狀態，為后續的計算工作降低難度和工作負擔，提升處理效率。最后在預處理基礎上對圖像的局部特征進行確認，確保圖像變換時原有特征未發生變化，如此才能展現數字圖像處理技術的優越性[4]。

（二）強化圖像顯示效果

從技術角度分析，數字圖像處理技術可對原本質量較低的圖像進行技術性處理，從而提升其清晰度，增強圖像呈現效果。借助技術優勢，數字圖像處理技術可以實現原低質量圖像降噪處理，從而提高圖像顯示質量，同時該技術還可以對部分損壞的圖像進行修復，從而還原圖像原貌，例如受到損傷的圖像可以通過恢復技術實現圖像顯示效果增強目標，基于圖像實際情況，構建相應的模型針對性設置參數，并發揮圖像編碼優勢，可最大限度還原出清晰狀態的圖像。

（三）圖像掃描技術

圖像掃描技術是數字圖像處理的基礎性技術，無論是圖像分割還是圖像顯示效果增強操作都需要先進行掃描，因此該技術在實際應用中占據難以替代的地位，其主要原理是通過技術手段對圖像的特征等進行適應性掃描和識別，并確認圖像相關信息，在此基礎上便可進行圖像處理操作，此種方法不僅可以最大限度保證正確率，還可以降低人力成本，提升工作效率[5]。

（四）圖像分割技術

實際生活中為了滿足各種需求，通過對圖像進行分割，刪除或者裁剪掉不需要的部分，此時分割技術發揮難以替代的優勢。數字圖像處理中分割技術是一項應用廣泛的技術，在具體應用時，首先需要完成對圖像的掃描和確認，然后才能對圖像進行針對性處理，這種程序設定有效保證圖像處理安全可靠，避免由于確認不到位而導致的失誤或者錯誤分割等問題[6]。

（五）圖像編碼壓縮

該技術的應用最大優勢是助力圖像實現科學分類，該技術在數字圖像識別中應用極為常見，在進行圖像處理時，利用圖像編碼壓縮操作可以使得整體流程簡化，將圖像處理時間壓縮，促使大量待掃描的圖像信息數據量大幅度下降，從而降低人工處理負擔和工作壓力，同時可有效降低圖像傳輸時間，節省更多的存儲空間。

三、數字圖像處理技術應用現狀分析

（一）航天航空領域

在科學技術發展水平支持下，人類對航空領域的探索不斷深入，航天航空領域成為國家發展的重點方向，在推動飛行器不斷升級的過程中，數字圖像處理技術發揮效用，最顯著的功能是在飛行器運行過程中，對收集到的信息內容和記錄成果進行處理，從而確保地面可以遠程獲取到真實的記錄信息，例如對飛行器收集記錄的月球相關圖像進行處理，從而確保真實圖片可以盡可能原樣傳輸回地面。另外在科研人員辛苦鉆研下，數字圖像處理技術可以與更多領域技術實現融合應用，提供更為真實高效的信息掃描和實時傳輸。未來，隨著圖像處理技術、信息傳輸技術等更為先進，在航空領域應用會更為普遍，傳輸精度及真實度會更為接近拍攝對象的原始樣貌，從而為航空航天探索活動提供更多參考[7]。

（二）生物醫學領域

數字圖像處理技術在現實生活中的醫學檢測和人體微觀構造識別方面做出重要貢獻，例如當前經常被醫生用來輔助醫療診斷治療的CT技術就利用了數字圖像處理技術，通過該項技術發揮效用能更系統地了解身體構造及相關指標的變化，或者更為深入地了解身體潛藏的問題，輔助醫生做出正確診斷。隨著生物醫學領域發展，未來數字圖像識別技術應用前景更為廣闊，例如在癌癥診斷或者癌細胞識別等方面會更具有優勢，依托技術支撐，可助力相關人員挖掘更多潛藏或者人力難以發現的細節，及早發現病灶，在提升醫療診斷效率和治療精確度方面發揮重要作用。

（三）通信工程領域

高速發展的時代使得民眾對信息傳輸效率和精確度的要求日益嚴格，同時媒體媒介的高速發展，促使通信工程發生翻天覆地的變化，從最初的2G到目前的5G，信息通信效率得到大幅度提升，與此同時數字圖像識別技術也發揮作用，具體來看，主要集中在文字處理和信息轉換方面，借助技術性手段，實現影視化信息和文字類信息互相轉化及處理，這為媒體發展奠定基礎[8]。

（四）公安領域

以現代偵查為例，越來越多的高科技手段發揮優勢，比如無人機監測、衛星圖像拍攝等，這些技術都與數字圖像處理技術存在聯系，借助技術優勢實現偵查圖像分析及衛星圖像處理等操作。另外在公共安全領域，數字圖像處理技術也展現重要價值，例如人臉鑒別、指紋識別等便是典型事例。除此之外，交通領域的高速公路自動監控識別、收費站點自動收費等均體現了數字化圖像分析技術功能。

（五）工業工程領域

國家發展綜合實力與工業化水平存在緊密關聯，因此當前工業化發展及建設情況得到重點關注，為了保證工業生產的質量和效率要求，加強技術更新優化，積極引用新技術與傳統工藝聯合應用發揮成為探索的主要方向，如今數字圖像處理技術在工業工程領域做出一定貢獻，有效提升生產效率，例如流水線質量檢測時，借助數字圖像處理技術實現自動化識別，此種技術的應用不僅有效提升效率，還可保證準確率。近些年，隨著科學研究日益深入，人工智能及機器人等為數字圖像處理技術與工業工程領域實現融合提供新契機，這也是未來該技術展現優勢做出更多貢獻的可行鉆研渠道[9]。

四、數字圖像處理技術未來展望

結合上文應用現狀分析，該技術在多領域做出了重要貢獻，雖然基于技術特點，不同領域呈現的效果存在差異，但整體來看，都無法脫離計算機及網絡傳輸體系的支持，這是實現圖像信息轉換、處理及傳輸的重要支撐，隨著實際應用經驗豐富，應用范圍不斷擴大，隨著技術理論體系更新換代以及實踐經驗增強，數字圖像處理技術會發揮更大優勢，為我國經濟、航空、國防等多領域做出更大貢獻。進入21世紀后，計算機技術性能和功能更為強勁，也為各項技術發展創造了發展空間，數字圖像處理技術的普遍應用便依托計算機技術豐富自身知識體系構架，目前無論是醫學生物工程還是航空航天領域，具有廣闊發展前景的行業中均可發現數字圖像處理技術的身影，基于當前時代發展主題和科研大體方向分析，未來數字圖像處理技術前景光明，主要發展中心集中在與三維技術和人工智能融合方面，借助越來越先進的AI技術，更為高效、科學、簡便完成圖像處理操作。與此同時，計算機視覺化、圖像深度壓縮及虛擬現實也是研究重點方向。

五、結束語

綜上所述，數字圖像處理技術在高效率處理圖像信息、高清晰度實現圖像再現等方面具有顯著優勢，憑借技術性能特點在多個領域發揮優勢，其較傳統的模擬圖像處理模式更具體實用優勢和廣泛適用性，如今該技術為民眾的日常生活、工作等提供很多便利。例如交通領域的智能識別和高清攝像頭識別等均依托數字圖像處理技術展現功能，隨著科研深入，對該技術的體系架構和應用原理等有更豐富的理論資料，這為其廣泛的應用前景夯實基礎，在此詳細闡述該技術內涵和特點，詳細闡述該技術主要內容，分析當前應用現狀，最后基于當前應用情況展望未來，對該技術未來發展重點和研究方向等提出一些看法，希望本文的研究為該技術進一步發展優化提供參考。

作者單位：歐冰 楊晶晶 中山職業技術學院

參" 考" 文" 獻

[1]李鑫.數字圖像處理技術在獲取表面分形維數中的應用[J].河北科技師范學院學報，2021，35（4）：53-58.

[2]陳小虎，鄧惠俊.計算機圖像處理技術應用分析[J].造紙裝備及材料，2021，50（11）：84-86.

[3]尚宇輝.大數據與數字圖像處理技術的應用[J].集成電路應用，2021，38（10）：90-91.

[4]高琦.大數據時代下數字圖像識別技術研究[J].中國新通信，2021，23（2）：59-60.

[5]白雨鑫.淺析數字圖像處理技術在融媒體時代的應用[J].電腦知識與技術，2021，17（27）：94-95.

[6]陶華.數字圖像處理技術在紡織檢測中的應用[J].化纖與紡織技術，2021，50（9）：63-65.

[7]李璐芳，賀春光，楊媛媛，多化瓊，袁云梅.數字圖像技術在木材科學中的應用[J].世界林業研究，2021，34（6）：33-38.

[8]黃偉麗，周明，劉濤，李冬雙，孫成明.圖像處理技術在小麥生產中的應用與展望[J].安徽農業科學，2021，49（6）：19-22.

[9]黎寒引.計算機圖像處理技術應用分析[J].信息記錄材料，2021，22（3）：139-140.

歐冰（1983.12-），男，漢族，廣東順德，碩士，講師，研究方向：數學與應用數學，圖像處理；

楊晶晶（1982.5-），女，漢族，湖南衡陽，碩士，講師，研究方向：數學與應用數學、圖像處理等。