数字图像处理技术的发展及应用

李丹

摘 要：如今是数字化的时代，在高度数字化的科技环境下，数字图像处理技术得到了飞速发展，用数字化的信息表现出图像，方便运用计算机进行处理识别，根据人们的意识和要求对图像进行分析处理，能够更加便捷的分析图像，达到对图像的完全控制。如何合理的应用数字图像处理技术，将其作用最大化，并寻求未来的前景，是现在的重点研究课题。

关键词：数字图像处理；計算机技术；现状；应用；发展趋势

1数字图像处理技术的基本概念

根本上来看，大量的信息形成图片，这也是人们获取信息的主要方式和来源。一般情况下，人们直接获取的图像不能被直接利用，需要借助一定的技术手段来处理才能被有效利用；而现在计算机的相关技术的发展为图像信息的处理提供了非常大辅助作用。数字化的图像恰好是计算机能够处理的对象，图像的实质就是由数值组成的矩阵。一副图片中是由不同区域和像素元素组成，每一个像素点都有两个非常重要的参数，即灰度和位置。当对所有的像素点进行数字量化表示后便形成数字组成的矩阵，便可以经计算机处理。数字图像处理技术便是计算机利用不同的方法对图像进行处理的方式方法。图像处理即是利用计算机分析图片，为了得出某种结论。将图片经计算机处理后变成另一种表现方式，其本质就是图片到图片的变换，以便得出其中蕴含的特定信息。早期的研究中，图片处理技术的目的是为提高图片的视觉质量。20世纪70年代之后，伴随着计算机技术、互联网技术和人工智能技术的发展，数字图像相关技术借此机遇得以向更高层次技术发展的机会。之后小波理论的出现，被认为是图像处理领域里最有效的方法。目前随着计算机技术和相关图像算法理论的大力发展，图像处理技术得以重大发展，已经成为新型极具研究潜力的新学科。

2数字图像处理技术的应用

2.1在农业领域的应用

数字图像处理技术在农业上发挥了很大的作用。首先，在农作物病虫草危害识别上发挥了极大的作用。在识别病虫草害领域，传统方法是依靠经验、查找书籍对照等，对非专业人士难度很大。现在，通过对病虫草害图像进行处理分析，可以进行智能识别。如今，在识别时经常实用的颜色空间区分法已从传统的单色模型发展到RGB、CMYK、HSI、L*a*b*等多种模型，更加快速精准的识别作物的病虫草害，为农业发展提供帮助。其次，数字图像处理技术也可以在农作物自动收获中起到应有的作用。数字图像处理技术可帮助自动采收机精确识别果实，提高收获的准确性，通过事先将橘子的颜色信息录入，使得采收机器人能够通过数字图像处理技术，在橘子树中正确的分辨出橘子，据统计，采收机器人的识别错误率约在6%左右，已经可以应用。在作物自动采收中，还可利用数字图像处理技术去分辨水果的成熟与否，使得自动采收机的采收工作更加精准。最后，在作物分级领域，数字图像处理已经进入实践阶段。在农业机械化最为发达的美国，50%以上的水果是通过数字图像处理技术进行质量分级，极大的节省了人力，提升了效率。我国该项技术的研究始于上世纪80年代，现在进展迅速，也已经运用到实践过程当中。

2.2航空技术领域

数字图像可以处理多种类型的图像，适用范围广泛，可以处理数据量庞大的航空图像。处理过程为：卫星、航天器等拍摄的照片先在太空中转为数字信号储存在磁带中，由航天器从拍摄地点运输到地球，交与相关技术人员处理。提取、传递、分析等图像处理过程技术要求很高，因为影响成像系统的因素很多，图像受损的概率高。数字图像处理技术对航空技术领域的影响很大，人们通过图像分析展开一系列的勘探、建设、规划等活动。数字图像处理技术是一个跨学科的领域，尽管其发展历史不长，但却吸引了各领域研究人员的关注。

2.3业和工程领域

图像处理在工业生产和工程中的应用十分广泛，可以实现对产品的快速及无损检测，促进生产效率的提高并取得了巨大的经济效益。比如浮法玻璃生产中，在玻璃生产流水线上进行在线检测，以检查是否含有划痕、杂质、裂纹等缺陷。在纺织方面，采用数字图像处理技术可以检测纺织品是否存在孔洞等疵点。其他方面的应用还有晶振元件缺陷检测、流水线零件的自动检测识别、邮件和包裹的分拣、焊缝及内部缺陷的检查、弹性力学照片的应力分析、轧钢厂轧制中的钢坯位置的确定和尺寸的测量等。

3数字图像处理未来的发展趋势

在科学技术飞速发展的过程中，数字图像处理技术也得到了飞速发展。当硬件成本逐渐降低，图像处理技术在多个领域中的应用也逐渐深入。事实上，目前图像处理技术应用于日常生活的并不多。在计算机领域飞速发展的过程中，包括人工智能和大数据云计算在内的新型研究领域得到了较快的发展。图像处理对于计算机视觉研究也起到了一定的促进作用。在人工智能领域中，视觉是其中机器重要的感官之一。目前，对三维应力的理解与识别成为大众广泛研究的对象，其在一些军事活动和较为危险的任务中发挥着越来越重要的作用。在目前的研究水准下，视觉的作用机理还不太明确，因此，对这方面的研究有待加强。此外，数字图像处理技术会朝着虚拟现实的方向发展。所谓“虚拟现实”，就是通过计算机辅助技术，打造一个3D虚拟空间。事实上，图像处理技术就是基于计算机硬件技术研究处理的，比如在机器人身上安装摄像机，借助该摄像机来对环境进行感知，从而进一步对计算机机器人进行操纵。在社会发展和时代进步的过程中，3D空间逐渐被大家所熟悉。在军事领域，可以通过电子沙盘来实现角度的相关计算，还可以对点与点之间的障碍物进行反映。当数字图像处理技术进一步发展，模拟试飞也成为了一种可能。计算机视觉作为三维重建中非常重要的问题，其图像处理技术就能够发挥非常重要的作用。

4结语

综上所述，数字图像处理技术伴随着计算机技术的发展而产生，现在已经在多个领域得到运用。数字图像处理技术有着传统图像识别处理无法比拟的优点，在农业、航空技术等多个领域都可以代替传统的方法，有着高速准确成本低的优点，在未来的发展中有着广泛的应用前景。

参考文献：

[1]王容.浅谈数字图像处理技术的应用与发展[J].网络安全技术与应用，2014（07）：237-238.

[2]王红伟.浅谈数字图像处理技术的应用现状与发展前景[J].印刷质量与标准化，2014（01）：51-55.