数字图像处理的应用

数字图像处理技术的应用研究

图像处理也就是按照人们视觉、心理或实际应用的需要，对

图像信息进行加工修改的过程，在不同的时期、不同的领域往往

会采用不同的图像处理技巧。数字图像处理技术是伴随着计算机

信息功能的日益强大以及人们对高精度图像的需求而产生的，随

着社会的发展，尤其是计算机信息技术的进步，数字图像处理技

术被广泛应用于各个领域，其重要性变得日益突出。

一、数字图像处理技术的概念内涵

当前，我国通常采用的图像处理技术主要有两种，即光学处

理法和数字（电子）处理法。前者产生的时间较早，从最开始的

光学滤波技术到现在的激光全息技术，无论是理论研究，还是应

用技巧，光学图像处理法已日臻完善。但其图像处理精度低、稳

定性差以及操作不便的特点极大地限制了其应用领域拓展，在这

种情况下，数字图像处理技术便应运而生。

数字图像处理，也即是Digital Image Processing，产生于

20世纪50年代，是指人们采用计算机及其它数字硬件设备，对图

像信息转换而来的电信号根据数学运算的方式，进行增强、提取、复原、分割以及去除噪音等处理的方法和技术，以此提高图像的实用性，因此，该技术的产生与发展建立在计算机运用、离算数学理论的产生与完善以及社会诸多领域的需求之上的。其最大特点是不仅图像处理精度高，而且可以通过改进硬件系统配置和优化软件系统功能的方式来提高图像处理效果，一切以计算机运行为基础，操作极为方便。最初，由于数字图像处理技术的数据需求量大，处理速度慢，极大地限制了其应用领域，但随着计算机技术的快速发展，尤其是运算速度的提升，这一瓶颈早已被突破。

二、数字图像处理技术的功能内容分析

（一）增强图像的视觉效果。在某些特殊领域，图像在传输与

转换的过程中容易造成信息的丢失，从而形成失真现象，比如航天拍摄的图片在传回地球的过程中，由于光学系统、大气流、空气介质等原因造成图像模糊；在图像扫描、采样、量化的过程中，所形成的噪音污染等等。我们可以采用数字图像处理技术，一方面突出重要信息而衰减次要信息；另一方面根据失真原因，补偿丢失的信息因素，从而使改善后的图像效果尽可能的接近原始图像。

（二）图像的重建功能。随着电子计算机体层摄影技术的发

展，图像的重建成为一种新兴的数字图像处理技术，它主要是对

目标对象进行观察和测量，重新构建出图像中的大量信息的直观

显示，从而在计算机模拟系统中进行二维或者三维的图像处理，

这也是对特殊实体进行图像回归的过程。

（三）模式识别功能。模式识别也是数字图像处理技术的一

个重要应用方向，它主要是借助计算机设备，对人类外部环境中的某一客体行为的数据信息识别过程，比如听觉、视觉、触觉、判断等，进行自动模拟的过程。

（四）正交变换。主要是采用数字图像处理技术将图像信息

从空域转换到变换域，其中包括离散余弦变换、离散傅立叶变换、沃尔什变换以及小波变换等。

除此之外，数字图像处理技术还能够进行点运算、几何处理、

图像复原、图像编码等一系列操作，使最终图像满足人们的现实需求。

三、数字图像处理技术的应用范围研究

当前，随着计算机信息技术的快速发展，数字图像处理技术

的应用领域得到了极大的拓展，总体来说，其在以下领域的应用尤为突出：

（一）医学领域图像处理。医学图像处理是数字图像处理技术

的传统应用领域之一，医生为了诊断、科研与教学的需要，往往要对医学影像进行一些操作，比如对图像进行直方图、编辑图像、影像均衡、边缘增强处理、正负像旋转、伪彩色绘制与计算等等。其中PhotoshopCS便是该领域最常采用的图像处理软件之一。（二）航空与卫星领域遥感图像处理。正如上文所说，航天

图片在传往地球的过程中，由于各方面的原因造成图像失真现象，这就要利用数字图像处理技术的精确性、点运算、重建功能等，对图像进行辐射校正和几何纠正、图像整饰、投影变换、特征提取、嵌饰等处理，从而得到原始的图片影像，这对当前土地规划、天气预报、地质灾害预防、军事活动等带来重要影响。1964年，美国利用该技术对“徘徊者七号”太空船发回的月球照片进行处理，收到明显的效果。因此，航天也是数字图像处理技术的传统应用领域之一。

（三）在工业规划与工程设计领域的应用。在工业规划与工程

设计领域，设计师经常利用数字图像处理技术的精确性、图像复原性特征，来进行无损探伤、质量检测和过程制动控制方面的操作，比如流场分析、应力分析、机械零件的设计、检测与识别、印刷电路板的疵病检查等，从而极大地提高了工作效率与工作质量。（四）军事领域的应用。由于数字图像处理技术的模式识别

功能特别突出，因此，在军事领域，飞行导航、模拟地理、运动目标控制、导弹打靶的景物图像模拟与分析等对其应用需求最为强烈。该技术通过对卫星侦察照片的修复与处理，从而进行图像匹配识别和跟踪，尤其是图像的传输、存储与再现的自动化军事指挥系统，步兵推进演练，飞机、坦克和军舰的模拟训练等等，也到需要精确、快速的数字图像处理技术。

四、结束语

随着现代信息技术的高速发展以及人类对图像信息需求的不

断扩大，数字图像处理技术将会和其他多门学科相互结合、相互渗透，势必将会和流媒体技术相结合，以及与视频处理相结合，从而使图像处理技术更广泛的被用于电影制作、视频会议、等领域。