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沈阳理工大学
数字图像处理技术的发展与研究
摘要:本文介绍了数字图像处理技术的内容和特点,简述了数字图像处理技术
的发展及应用现状,系统分析了数字图像处理技术的主要优点,不足及制约其
发展的因素,阐述了数字图像处理技术研究的主要内容和将来的研究重点,概
述了数字图像处理技术未来的应用领域及其取得的成就,并提出了该技术未来
的研究方向。
关键词:数字图像;图像处理;发展与研究;计算机技术
正文:
1 前言
图像处理技术基本可以分成两大类:模拟图像处理(Analog Image
Processing)和数字图像处理(Digtal Image Processing)。数字图像处理
(Digital Image Processing)又称为计算机图像处理,它是指将图像信号转换成
数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。其优点是处理精度高,处理内容
丰富,可进行复杂的非线性处理,有灵活的变通能力,一般来说只要改变软件
就可以处理内容[1]。困难主要在处理速度上,特别是进行复杂的处理。早期的
图像处理的目的是改善图像的质量,它以人为对象,以改善人的视觉效果为目
的。图像处理中,输入的是质量低的图像,输出的是改善质量后的图像,常用
的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。数字图像处理技术在许多
领域得到广泛应用,如航空航天、生物医学工程、工业检测、机器人视觉、公
安司法、军事制导、文化艺术等。数字图像处理技术主要包括如下内容:几何
处理(Geometrical Processing)、算术处理(Arithmetic
Processing)、图像增强(Image Enhancement)、图像复原(Image
Restoration)、图像重建(Image Reconstruction)、图像编码(Image
Encoding)、图像识别(Image Recognition)、图像理解(Image
Understanding)。数字图像处理技术的发展涉及信息科学、计算机科学、数
学、物理学以及生物学等学科[2],因此数理及相关的边缘学科对图像处理科学
的发展有越来越大的影响。近年来,数字图像处理技术日趋成熟,它广泛应用
于空间探测、遥感、生物医学、人工智能以及工业检测等许多领域,并促使这
些学科产生了新的发展。
2 数字图像处理技术发展及应用
数字图像处理技术使 20 世纪 60 年代随着计算机技术和 VLSY Very
Large Scale Integration 的发展而产生、发展和不断成熟起来的一个新兴技
术领域,它在理论上和实际应用中都取得了很大的成就。
视觉是人类最重要的感知手段,图像又是视觉的基础[3]。早期图像处理的
目的是改善图像质量,它以人为对象,以改善人的视觉效果为目的。图像处理
中输入的是质量低的图像,输出的是改善质量后的图像。常用的图像处理方法
有图像增强、复原、编码、压缩等。首次获得成功应用的是美国喷气推进实验
室(JPL)。他们对航天探测器徘徊者 7 号在 1964 年发回的几千张月球照片进
行图像处理,如几何校正、灰度变换、去除噪声等,并考虑了太阳位置和月球
环境的影响。随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理,
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