论数字图像处理的应用与发展趋势
时间：2020-12-10 08:02:42 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘 要：图像是物体或事物的一种表示、写真或临摹，人们通过视觉系统接受它，并在系统中进行初步的辨识之后形成最终的印象与了解。人们是通过自身拥有的听觉、视觉、触觉、嗅觉、味觉等来获取外部的信息，约83%的信息是依靠视觉获取的。本文首先分析了数字图像处理技术的特点、优势以及过程，然后分析了数字图像处理的应用，主要集中于了航空航天、通信工程、工业和工程等多方面。
关键词：数字图像；处理；应用；趋势；
引言
为了能够及时、便捷的接受所需的图像，并在一定程度上保证图像的清晰度，避免图像失真、保存等出现问题，就需要利用现代化技术，对图像进行有效处理，因此数字图像处理技术应运而生，它是将图像物体运用数字表示并描述，是时间和空间的非连续函数，使计算机可以非常方便地对图像信号进行处理。数字图像处理技术的一个主要特点是可以在不增加硬件成本的前提下，通过数字运算对图像信息进行加工与处理，消除各类噪声得到清晰的图像，最终实现图像的精准识别，满足各行各业的需求。
一、数字图像处理技术的特点、优势以及过程
（一）特点
数字图像处理技术在目前的应用中有着突出的特点，就现在的分析来看，体现在四个方面：第一是目前的数字图像处理处理的信息大都是二维信息，所以处理量比较大，对于计算机的计算速度和存储量等要求比较高。第二是數字图像处理的频带较宽，所以相比于语言信息，技术难度和复杂性更高。第三是数字图像中各个像素的相关性比较大，图像处理中的压缩潜力较大。
（二）优势
数字图像处理技术不仅特点明显，在应用过程中优势也十分显著。就目前的具体实践行为来看，数字图像处理技术表现出了四个方面的突出优势：第一是再现性强。数字图像处理技术的处理过程不会造成图像质量的退化，所以其能够很好地再现图像原稿。第二是数字图像处理技术的处理精度比较高，基本能够满足现阶段图像处理的所有要求。第三是数字图像处理技术的适用面比较宽。图像信息源比较多，而这种技术可以使用各种信息渠道采集的图像信息，所以利用的普遍性高。第四是灵活性强。灵活性强的特点有效地提升了其利用价值。
（三）过程
要进行数字图像处理，需要经过一个完整的流程，而这个流程包括了五个基本的步骤。第一是图像的数字化，既然要进行数字图像的处理，那么图像要具备数字化的特点，所以进行图像信号的数字化转换是非常必要的一项工作。第二是图像的编码。通过编码，图像信息得到压缩，这样，图像处理的繁杂度会有所下降。第三是进行图像的增强。图像的利用效果要进行提升，需要满足一定的标准，所以在对图像进行必要的增强能够提升其质量。第四是进行图像的分割。图像是一个连续集，而要进行有效的处理，需要对其进行分割，这样才会实现分块处理优化，进而实现处理的效果。第五就是进行图像的分析。图像分析是判断图像价值的重要工作，所以需要得到重视。
二、数字图像处理的应用
（一）航空航天领域
涉及到飞机遥感及卫星遥感领域中，它通过图像处理实现了对远距离不通过接触物体而获取物体信息的能力，通过不同时期的遥感图像形成的差值图像可以获取相应地区的动态变化信息，比如：资源调查、气候调查、洪水涨落、环境分析、城市规划等；人们在对火星照片处理有了新发现之后，世界上很多国家派出飞机对他们所感兴趣的地区进行空中摄影，将拍摄获得的照片进行处理，利用计算机的数字图像处理系统分析与判断照片，这样做不仅在很大的程度上节省了人力、物力，还加快了对图像处理的速度，并且能够从计算机的处理中获得人工所不能发现的重要内容与信息，得到有指导意义的结果。
（三）通信工程方面
目前通信的主要发展方向是声音、文字、图像和数据结合的多媒体通信。具体地讲是将电话、电视、和计算机以三网合一的方式在数字通信网上传输。其中以图像通信最为复杂和困难，因图像的数据量十分巨大，如传送彩色电视信号的速率达到100Mbit/s以上，要将这样高速率的数据实时传送出去，必须采用编码技术来压缩信息的比特量。
（四）工业和工程方面
数字图像处理在工业和工程中也有着广泛的应用，如自动装配线中检测零件的质量、并对零件进行分类、印刷电路板疵病检查、弹性力学照片的应力分析、流体力学图片的阻力和升力分析、邮政信件的自动分检、在一些有毒和放射性环境内识别工件及物体的形状和排列状态等等。另外，人类通过数字图像处理研制出的具备视觉、听觉和触觉功能的智能机器人在工业生产（喷漆、焊接、装配等）中也得到有效的利用。
（五）军事、公安方面
在军事方面图像处理和识别主要用于导弹的精确制导和制弹、判读各种侦查照片、建立具有图像传输、存储、和显示的军事自动化指挥系统及飞机、坦克和军舰模拟训练系统等；在公安方面，判读分析公安业务图片、识别指纹、鉴别人脸，复原不完整图片、监控交通和分析事故等。目前数字图像处理技术已成功应用在高速公路不停车、自动收费系统中的车辆和车牌的自动识别等。
当然，除了上述的情况外。数字图像处理还在军事以及公安方面得到了广泛应用，例：导弹的精确制导、对各种侦查照片进行判断与分析；在公安方面，对指纹进行识别，对人脸进行鉴别，将不完整的图片进行复原等；在高速公路系统中，例：ETC技术，实现了车辆、车牌照的自动识别。
结束语
由此可以看出，数字图像处理的应用已经遍及我们生活的方方面面，此项技术为人类对不可触及的世界的认知提供了强有力的手段，同时对人身安全有威胁的工作有了替代工具，用设备替代人工完成对事件的快速响应，等等，为我们探索未来，科学看待世界起到了巨大的推动作用。
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（作者单位：国防科大）
