计算机图像处理技术的发展及未来展望

赵元富

摘要:计算机图像处理技术与国民经济发展有着密切的关系,在这一领域我们要力争赶上直至超过发达国家,在计算机图像处理技术的研发方面,必须随时掌握国际动态,才能把握好方向。

关键词:计算机图像处理发展及未来

中图分类号: G718文献标识码: C文章编号:1672-1578(2009)11-0189-01

人类在社会实践活动中,是通过身体各感觉器官来接受信息,感知世界的,其中80%左右的信息是通过视觉系统获取的,人眼将获得的图像送大脑处理后并据此作出反映。

在已经进入信息时代的今天,如何快速有效地获得所需要的信息,将直接影响到人们的思维和决策。毫无疑问,通过图像是我们获得信息的重要途径,而对图像的处理技术先进与否将决定其价值,利用计算机进行图像处理可以使我们快速准确地获得所需信息。可喜的是,随着计算机技术的不断发展,图像处理技术已经发生了很大发展,让我们的生产生活进入了丰富多彩的时代,我国在计算机图像处理技术上还需要下很大的力气,才能赶上时代的步伐。本文将就计算机图像处理技术的发展历程及趋势作些探讨。

1 计算机图像处理

计算机图像处理是将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理。由于计算机的处理速度及快,且数字信号具有失真小、易保存、易传输、抗干扰能力强等特点,因而计算机图像处理的应用十分广泛,包括航空、航海、航天、遥测技术、工业自动化检测、安全识别、娱乐等各大领域。

2 计算机图像处理技术的发展历程

二十世纪20年代 Bartlane电缆图片传输系统(纽约和伦敦之间海底电缆)传输一幅图片所需的时间由一周多减少到3个小时之内。

50年代,在美国出现了以电子管计算机配合滚筒式、平板式绘图仪等仅具有输出功能的设备的图像处理。

60年代至70年代,计算机图像处理技术得到了快速发展,计算机图像处理已经可以用来改善图像质量,或是从图像中获得有效信息,并且能对图像进行体积压缩,便于传输和保存。此时的计算机图像处理已经就用到了卫星遥感、医学等方面。1964年美国喷气推进实验室对航天探测器徘徊者7号发回的月球照片由计算机进行图像处理,成功地绘制出月球表面地图,为人类探索宇宙奥妙奠定了基础;1972年由英国工程师发明的用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影装置,也就是我们通常所说的CT(Computer Tomograph)。其基本原理是根据人的头部截面的投影,经计算机处理来重建截面图像,由此而打开了人类医学的新大门。

由于计算机图像处理是以计算机软硬件为基础的,所以计算机图象处理技术真正大发展是在八十年代后,随着计算机技术的高速发展而迅猛发展起来。时至今日,计算机图象处理在医疗卫生、通讯、交通运输、办公自动化、地球物理、大气环境、卫星遥感及工业自动化领域的应用越来越多,大到科研、国防军事,小至人们生产生活的方方面面。现在人们可以实现声音、文字、图像相结合的多媒体通讯。具体地讲是将电话、电视和计算机技术综合在数字通信网上进行信息传输,其中以图像处理和传输最为复杂和困难,此问题正在被解决;在工业和工程领域中计算机图像处理技术也有着广泛的应用,如自动装配线中检测零件的质量,印刷电路板疵病检查等;在军事方面计算机图像处理和识别已用于导弹的精确末制导,各种侦察照片的判读等;公安业务图片的判读分析,指纹识别,人脸鉴别,不完整图片的复原,以及交通监控、事故分析等;在文化艺术方面,目前这类应用有电视画面的数字编辑,动画的制作,电子图像游戏,文物资料照片的复制和修复,运动员动作分析和评分等等。

3 计算机图像处理技术的未来

计算机图像处理技术未来发展大致可归纳为:

(1)计算机图像处理的发展将向高清晰度及实时图像处理的理论及技术研究,高速传输、高分辨率、三维成像或多维成像、多媒体化、智能化等方向发展。

(2)应致力于将图像处理的功能集成固化在芯片上, 使应用更方便。

(3)更新的理论研究与更快的算法研究。在图像处理领域,近几年来, 引入了一些新的理论并提出了一些新的算法,如小波分析(Wavelet)、 分形几何(Fractal)、 形态学(Morphology)、 遗传算法(GA, Genetic Algorithms)、人工神经网络等(Artificial neural networks)。这些理论及算法, 将会成为今后图像处理理论与技术的研究热点。

4 我国计算机图像处理技术现

经过多年的发展,特别是改革开放30年来,我国在计算机图像处理技术上有了突飞猛进的发展,相关研究部门机构已取得了丰硕的成果,在理论研究和实践应用上已逐步赶上或接近发达国家的水平:在数据获取能力方面,成功研制出了一系列传感器,发射了众多对地观测卫星,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系;采集了大量影像数据,可以覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区一千多万平方公里的地球表面;组建起了多学科多门类交叉研究的队伍,在理论研究、硬件研发、软件开发方面投入了大量人力物力并取得了众多成果;建立了较为完善的科学管理制度及标准规范。

虽然我们现在还有很多工作要做,但随着国民经济的进一步发展,我们在计算机图像处理这一领域将有能力有实力赶上甚至超过发达国家,走在世界前列。