图形图像处理技术的应用分析

覃运初，罗富贵

(河池学院)

0 引言

计算机技术与软件技术的不断发展和创新，任何行业的发展都与信息技术之间有较高的关联性，对于信息技术的依赖性和需求性也在不断提高.图形图像处理技术是通过设计、调整等方式，设计出某一个全新的图形图像或将原本的图形图像进行修改，从而实现满足人们使用需求的全新图形或图像.图形图像处理技术在许多领域当中均有着明显的应用.对此，研究图形图像处理技术的应用具备显著现实意义.

1 图形图像处理技术

1.1 基本含义

计算机图像处理技术主要是借助数据与级和途径的方式将所需要描述的物体，并在软件当中实现储存、优化、修改以及显示.在计算机图形图像处理技术当中，所呈现的操作方式非常对，例如对图像的阴线、阴面的处理、曲线与曲面的拟合操作等，另外还可以对图形图像进行增强、复原、编码等操作.

1.2 基本构成

计算机图形图像处理技术的基本构成包含了计算机软件设备以及硬件设备两个方面.硬件设备是确保图像图像处理效率的主要内容，高质量硬件设备所需要的处理时间更短，同时效果也更加理想.而软件则是开展图形图像处理的主要空间，应用软件可以对图形图像进行多种处理操作，例如图形的色彩设计、纹理与明暗的贴图处理、图像的模型设计和造型设计、图像的数字化储存等，并在处理完成之后将结果图形图像显示以及打印出来，从而体现图形图像的实际应用效果.

1.3 基本功能

计算机图形图像处理技术主要具备五个方面的基本功能，对话、输入、输出、储存以及计算[3].对话功能主要是借助通讯交互设备以及计算机显示器实现人机交互，输入与输出功能主要是指计算机图形图像处理软件随时随地的输入或输出相应的图形图像.储存功能主要是借助计算机的硬盘，将计算机所制作或设计的图形图像数据借助相应的方式储存到电脑或网络当中，并确保数据的完整性与保密性.计算功能主要是将计算机图形图像处理软件对相应的图形图像给予适当的操作，并将必要的数据进行交换或计算.

1.4 计算机图形图像处理技术的应用环境

计算机图形图像处理技术的硬件设备主要是包含微型机以及工作站，软件配置主要是建立在微型机与工作站的基础上运行的软件[4].计算机图形图像处理技术的工作站软件主要包含Al-ias和TDI两种，工作站的软件主要是负责处理计算机工作站当中的各种图形图像信息，微型机上的计算机图形图像处理软件非常多，目前主要有Photoshop、3DStudio、以及3DMAX等等，3DStudio是微型机上的一种最为重要的图形图像处理软件，在许多计算机系统当中均有明显的应用，除此之外，Winimage：morph是一种较为常用的二维图形图像处理软件，可以将图形或图像制作成为另一个图形或图像.另外，Photoshop是一个较为专业的图形图像处理技术，其能够对图形图像本身的色彩、内容进行适当的修改，能够为人们的工作、生活带来显著的便利，但是Photoshop目前主要是以二维为主.在三维图像处理技术方面，3DMAX则是较为常用的一款软件.

2 计算机图形和图像处理的联系与差异

2.1 计算机图形与图像的处理联系

图形与图像都是多媒体系统当中可视化的元素，其在一定条件下可以相互转换[5].例如，对于一张借助4A纸手绘的图纸而言，假设应用扫描仪将其录入到计算机当中，并借助Photoshop可以将其转变成为一个图像信息，而采用Auto CAD绘制，则会变成一个图形信息.对此，在一定的条件之下，对于不同的对象，在采用相应的软件基础上，其既可以转变为图形，也可以被当作是图像进行处理.图形和图像的处理技术在相应情况下还可以结合使用，从而使被处理的对象在材质、视觉效果等方面显得更加美观和真实.例如，图1为Photoshop案例图，图2为Auto CAD案例图.由图1和图2可以发现，图形和图像之间的差异非常明显，在具体的应用过程中，需要按照实际的需求来明确具体的应用方式.

图1 Photoshop案例图

图2 Auto CAD案例图

2.2 计算机图形和图像处理的区别

计算机图形和图像处理在基本含义、处理方式、数据来源以及理论基础等方面均有着明显的差异[6].

在基本含义方面，图形处理主要指，图形是矢量图，是按照相应的集合特征进行绘制，由计算机绘制的直线、圆、矩形、曲线以及图表等；而图形处理则是图像是位图，所包含的信息主要是像素应用来度量，是由输入设备捕捉的实际场景画面和数字化形式储存的任意性画面；在理论基础方面，图形处理主要是建立在集合、仿射变换、透视变换、计算机和以及分型理论的基础上，而图像处理则是建立在统计、数字信号的处理、概念的计算以及模糊数学理论的计算基础上的；在处理方法方面，图形处理主要是包含集合变形、裁剪、隐藏线处理、隐藏面消除以及曲线的拟合等方面，而图像处理则是包含集合修正、图像变换、图像增强、光照处理、色彩设计、图像裁剪等方面；在数据来源方面，图形处理技术的数据主要是来源于主观世界，是人们借助主观事物所制作而成的，而图像处理技术则是来源于客观世界，是借助照相、扫描、摄影等获得的，也可以通过直接绘制而成；在主要用途方面，图形处理主要是应用在工程制图、计算机辅助设计以及制造等方面，而图像处理则是应用在医学、遥感、影视制作等领域当中.

3 图形图像处理技术的应用

3.1 计算机图形图像处理技术的发展历程

伴随着科学技术的不断发展，计算机技术也在不断的发展，从计算机刚出现到现在，计算机技术的应用显得越来越真实和广泛，其在图形图像处理方面的应用也显得越发明显和重要.

在20世纪50年代，美国开始将电子管计算机配合绘图仪等图像处理设备进行联合应用，并借助计算机技术制作相应的简单图形；在20世纪60年代，首台可以应用在具备应用意义的图形处理任务的计算机衍生而来，相应的科学家借助该计算机以及图形处理技术对月球的照片进行了初步的应用和计算，并首次绘制了月球表面的地形图；在20世纪70年代，图形图像处理技术开始应用在医学领域、航天领域以及地球遥感检测等方面，第一台应用在头颅检测的X射线计算机断层扫描的装置在英国出现，同时在头颅疾病当中的应用显得非常明显和重要；在20世纪80年代，图形图像处理技术在地理信息的系统处理方面有了明显的应用，并且可以录入大量的地形图片，同时可以自动生成一个整体地形图，完成图形的自动拼接；在20世纪90年代，在图像吐逊、办公自动化系统、医疗设备、地理信息系统以及工业自动化领域当中的应用越发广泛，可以借助图形图像处理技术对各种人为无法发现的图形进行绘制，从而实现模型的建设功能；在21世纪之后，图形图像处理技术几乎在每一个行业中均有应用，同时应用重要性已经呈现其他技术无法替代的地步.

3.2 计算机图形图像处理技术在不同领域的应用

3.2.1 工业领域的应用

在工业生产领域当中，计算机辅助设计以及制作是应用最为普遍和广泛的计算机图形处理技术，例如CAD技术，在工程设计以及机械制造当中有着非常明显的应用便利性，其最为突出的特点便是提升产品的设计效率和准确性，降低产品的生产周期和生产成本，并提升产品的设计、制造质量.例如，借助CAD技术可以某一个工业产品设计的过程中，可以具体标注每一个位置的材质以及整个产品的结构，并在制造过程中根据图纸的设计进行逐一性制造，从而降低制造的时间，同时在出现问题时，可以通过对图纸的审理和修改，实现及时的修改.在工业领域当中，可以应用图像处理技术对混凝土桥梁的裂缝进行分析，分析结果见表1.

表1 初步提取结果

由表1可见，裂缝提取的正确率为75%，裂缝检出率为93%.对比原始图像与处理结果可以发现，和三相处理结果分别对应的原始图像质量有一定的差异，例如110号原始图像背景相对较为简单，光照条件比较理想，裂缝较为清晰，干扰物和裂缝在形状与灰度方面差异较为明显.而111号原始图像背景并不是非常复杂，光照条件一般，裂缝走向明显，干扰物较多，灰度、形状以及裂缝相近.对于100号原始图像背景而言较为复杂，光照条件比较差，裂缝不明显，干扰物和裂缝有叠加现象.由此可见，通过图像处理技术，可以有效的提取这类图像当中的裂缝，对于工业生产有着显著的应用价值.

3.2.2 医学领域的应用

在医学研究以及临床医学诊断治疗当中，图形图像的处理技术应用非常重要，在CT图像、B超图像、MRI图像、PET图像、X射线图像、内窥镜图像、显微镜下病理切片图像以及显微镜下细胞图像等方面均有图形图像处理技术的应用空间.借助计算机图像处理技术，可以对这些医学图像信息进行针对性的处理，并应用在帮助医生的诊断以及手术治疗方案的规划、手术的教学和远程医疗支持等多个方面，具备非常明显的应用效益和作用.以X射线图像为例，通过相应的医疗设备，可以将患者的骨骼具体情况记录下来，然后通过相应的图像处理技术，将患者的身体以图像的方式显示出来，医生则可以根据图像的具体情况，例如肋骨图像，则可以观察肋骨是否完整来明确患者是否存在骨折的情况.外科手术导航过程如图3所示.

图3 手术导航过程

3.2.3 安防系统的应用

计算机图形图像处理技术是当前安防系统中较为重要的一项技术，计算机图形图像处理技术和相应的图形处理软件可以通过对图形图像内的物体移动特点，实现针对性的管理，例如在交通管理中，自动拍摄技术便是基于图形图像处理技术而建立和实现的.以图形图像处理技术中的智能锐化技术为例，图4为智能锐化技术的处理前后效果图.锐化增强的原理主要是将图像分为三个频段，低频、中频和高频，按照实际需求，对三个频段的信息通过不同的系数进行展示，并叠加到原本的图像当中，实现锐度增强的目的.由图4可以发现，借助图形图像处理技术，可以有效的的解决图像模糊的问题.

图4 智能锐化前后效果图

3.2.4 艺术设计方面的应用

在平面设计、动漫设计、环境设计以及多媒体设计等多个艺术设计领域中，图形图像处理技术的应用显得尤其重要，可以说没有图形图像处理技术就没有上述的艺术设计行业.在艺术设计方面，图形图像处理软件非常多，例如3DMAX、Photoshop、MAYA、PS、FLASH等，这些都是艺术设计中必不可少的图形图像处理软件.计算机二维平面构图在创作动画方面有着非常显著的作用，其可以替代传统的手工绘制图像的方式，不仅可以让画面更加生动、真实，还可以显著降低设计和绘制的时间.

4 结束语

综上所述，基于计算机的图形图像处理技术的广泛应用以及快速发展，推动了许多行业和领域不断创新，在经济发展、日常生活以及国家安全等方面扮演者越发重要的角色.计算机图形图像处理技术可应用于工业领域、工程制图、医学图像处理分析、安防监控系统、艺术设计等诸多领域，与此同时，伴随着人们生活、工作的不断改变，图形图像处理技术也必然会不断的创新和发展，因此，要总结经验，全面分析探讨图形处理技术与图像处理技术的关系，促进图形图像处理技术的发展及应用.