圖像處理技術(shù)及其應(yīng)用研究

杜芳芳　王丹

摘? ?要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，創(chuàng)造了眾多現(xiàn)實(shí)價(jià)值。圖像處理技術(shù)作為現(xiàn)代人工智能創(chuàng)新研究的核心內(nèi)容之一，通過將其融入、應(yīng)用在不同行業(yè)工作中，能夠?yàn)槿祟惿鐣?huì)生產(chǎn)生活帶來極大的便利，科學(xué)有效地改變?nèi)藗兊纳罟ぷ髁?xí)慣。文章將進(jìn)一步對(duì)圖像處理技術(shù)及其應(yīng)用展開分析與探討。

關(guān)鍵詞：圖像處理技術(shù);應(yīng)用;信息化

圖像處理技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信息展開優(yōu)化處理的先進(jìn)技術(shù)，主要涵蓋了圖像識(shí)別、圖像檢測(cè)、圖像數(shù)據(jù)編碼以及圖像增強(qiáng)復(fù)原等。圖像作為社會(huì)民眾獲取和傳遞信息的重要來源，是人們生活工作中必不可缺的一部分，因此，圖像處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已涉及人類生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，比如交通行業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信工程以及航通航空技術(shù)等[1]。隨著時(shí)間不斷地推移，人類生產(chǎn)活動(dòng)范圍的持續(xù)擴(kuò)大，圖像處理技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷擴(kuò)大，為了有效發(fā)揮圖像處理技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域中的作用、方便人們的日常工作生活，相關(guān)技術(shù)人員必須加強(qiáng)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新研究工作，持續(xù)提高圖像處理技術(shù)研究應(yīng)用水平。

1? ? 圖像處理技術(shù)的主要類型

1.1? 圖像增強(qiáng)技術(shù)

如果人們只是單純采集圖像中的部分信息，將難以發(fā)揮圖像對(duì)于各類工作的真正價(jià)值與作用。因此，就需要科學(xué)、高效地應(yīng)用圖像增強(qiáng)技術(shù)，基于該項(xiàng)圖像處理技術(shù)應(yīng)用輔助下，工作人員能夠在短時(shí)間內(nèi)有效提取圖像中存在的關(guān)鍵信息，并削弱無任何價(jià)值的數(shù)據(jù)信息。圖像增強(qiáng)技術(shù)最為顯著的優(yōu)勢(shì)在于能夠全面提升圖像對(duì)比度，從而充分保障圖像原有畫紙的高清晰度。除此之外，圖像增強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像色彩的優(yōu)化處理，無需修改任何圖像信息，只是通過凸顯圖像中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，向人們進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。

1.2? 圖像去噪技術(shù)

在當(dāng)前圖像處理領(lǐng)域中，圖像去噪技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，其在圖像處理技術(shù)中屬于基礎(chǔ)與關(guān)鍵環(huán)節(jié)。人們?cè)谌粘９ぷ?、生活?duì)圖像信息進(jìn)行采集的過程中，由于會(huì)受到各種外界物理因素的影響，造成圖像采集作業(yè)過程出現(xiàn)噪音，噪音形式主要包括光量子噪音和固件噪音。噪音問題的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致圖像處理工作被迫中斷[2]，一定程度降低了圖像處理工作質(zhì)量和效率。針對(duì)于此，工作人員必須充分發(fā)揮圖像去噪技術(shù)的作用，有效減少圖像處理過程的各種噪聲，避免該項(xiàng)工作受到噪聲的影響。

1.3? 圖像壓縮技術(shù)

人們通過合理利用圖像壓縮技術(shù)，能夠幫助自身有效提取采集的關(guān)鍵圖像數(shù)據(jù)信息。一般情況下，電視圖像往往會(huì)產(chǎn)生較大的圖像數(shù)據(jù)率，為了降低電視圖像的實(shí)際圖像數(shù)據(jù)率，工作人員需要運(yùn)用圖像壓縮技術(shù)，有效減少圖像數(shù)據(jù)中的冗余信息，從而實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)、高效的格式存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)，并保持圖像良好的對(duì)比度和清晰度。圖像壓縮技術(shù)主要分為有損數(shù)據(jù)壓縮和無損數(shù)據(jù)壓縮兩種。

2? ? 圖像處理技術(shù)發(fā)展概況

圖像處理技術(shù)是指將大量圖像信息經(jīng)過計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，同時(shí)展開優(yōu)化處理的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。圖像處理技術(shù)在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域工作中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)在于圖像信息處理精度高、處理效率高，處理內(nèi)容不僅能夠用于結(jié)構(gòu)化圖像，還可以高效完成對(duì)非結(jié)構(gòu)化圖像的處理識(shí)別工作。圖像處理技術(shù)最早是在20世紀(jì)60年代的研究中出現(xiàn)，隨著時(shí)間推移，該項(xiàng)技術(shù)受到社會(huì)各界人士的廣泛關(guān)注，從最初被應(yīng)用在工業(yè)、生物以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，慢慢滲透到農(nóng)業(yè)、交通業(yè)當(dāng)中。比如，圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用發(fā)展情況，能夠幫助從事農(nóng)業(yè)人員快速準(zhǔn)確獲取各項(xiàng)農(nóng)產(chǎn)品的自身生產(chǎn)及其周圍環(huán)境信息，推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)信息化、現(xiàn)代化的發(fā)展。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息人工采集方法相比較，圖像處理技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長管理的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)，幫助人們高效提取重要圖像信息，提高對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的綜合管理水平。

3? ? 圖像處理技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

3.1? 圖像處理技術(shù)在智能交通領(lǐng)域中的應(yīng)用

在現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)中，圖像處理技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）車牌識(shí)別。車牌智能識(shí)別作為現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，作用在于能夠輔助車輛管理部門完成對(duì)大量車輛的科學(xué)、高效管理，最大限度地提升車輛管理人員日常管理工作的質(zhì)量和效率。車牌識(shí)別通常被應(yīng)用在對(duì)路面行駛車輛的監(jiān)控拍攝，基于攝像系統(tǒng)、數(shù)字設(shè)備以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助作用下，快速、準(zhǔn)確提取出來往車輛的車牌相關(guān)信息[3]，比如車牌上的數(shù)字、字符以及顏色等信息。而在對(duì)車牌圖片信息進(jìn)行采集處理時(shí)就要運(yùn)用到圖像處理技術(shù)，工作人員要利用圖像處理技術(shù)展開對(duì)車牌信息的校正、二值化以及灰化等處理，確保能夠從車牌中提取有價(jià)值的信息，避免由于車牌圖像的模糊重疊等，無法有效獲取車輛用戶相關(guān)信息，阻礙交通管理工作順利的開展。（2）信息采集。在智能交通發(fā)展中，圖像處理技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用還能夠幫助工作人員提取、采集大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，推動(dòng)我國智能交通行業(yè)建設(shè)穩(wěn)定、持續(xù)的發(fā)展。比如，交通行業(yè)相關(guān)工作人員通過實(shí)踐操作利用圖像處理技術(shù)，有效采集車輛類型、道路車流量以及道路交通密度等不同信息，在成功采集這些交通信息后，可以將其以數(shù)字圖像方式傳遞給工作室分析人員，分析人員使用計(jì)算機(jī)設(shè)備和圖像處理技術(shù)加強(qiáng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)信息的處理分析，以此保障道路交通的科學(xué)管理，避免交通頻繁出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)矶碌默F(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)道路交通的順暢運(yùn)行[4]。

3.2? 圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用也較為廣泛，主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)作業(yè)。隨著大眾生活水平的不斷提高，人們對(duì)于高質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品提出了更高的要求，通過加強(qiáng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的科學(xué)檢測(cè)工作，能夠充分保障市場(chǎng)消費(fèi)者的食品安全，確保農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)質(zhì)量的最好措施就是科學(xué)高效地利用圖像處理技術(shù)展開檢測(cè)作業(yè)。比如，在2017年，周清松等[5]創(chuàng)新研究出了一種基于圖像識(shí)別處理的糧蟲檢測(cè)方法，通過采用基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別模型，能夠有效區(qū)分并消除糧食倉庫里面的各種害蟲，充分保障糧食的安全可靠性，為人們生產(chǎn)出各種高質(zhì)量的農(nóng)產(chǎn)品。同年，有學(xué)者也通過利用Matlab工具進(jìn)行了對(duì)大量農(nóng)業(yè)上病蟲害圖像數(shù)據(jù)信息的分析處理工作，科學(xué)、有效地研究出基于圖像處理技術(shù)的農(nóng)業(yè)病蟲害識(shí)別算法，幫助檢測(cè)人員解決了專家人工識(shí)別的不足問題，同時(shí)也保障了檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。（2）農(nóng)作物營養(yǎng)缺乏科學(xué)診斷。在農(nóng)作物生長管理階段，倘若農(nóng)作物出現(xiàn)了營養(yǎng)不良的現(xiàn)象，將會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物發(fā)育不良，嚴(yán)重情況下還會(huì)致使農(nóng)作物出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。針對(duì)于此，農(nóng)業(yè)人員必須加強(qiáng)對(duì)農(nóng)作物營養(yǎng)缺乏的科學(xué)診斷工作，確保能夠針對(duì)農(nóng)作物實(shí)際生長情況，合理增加農(nóng)作物的需求營養(yǎng)元素，促進(jìn)農(nóng)作物健康的生長繁殖。比如，在2011年王訪等通過利用多重分形去趨勢(shì)波動(dòng)分析方法有效描述出缺乏營養(yǎng)油菜葉圖像的特征，基于該試驗(yàn)，選取出了不同油菜葉片圖像，并對(duì)不同圖像的像素點(diǎn)指數(shù)展開反差分析，最終得出了最優(yōu)區(qū)分效果。在2016年，關(guān)海鷗等則通過利用大量有關(guān)大豆?fàn)I養(yǎng)缺乏癥狀的頁面圖像信息資料，經(jīng)過反復(fù)的訓(xùn)練分析，促使向量機(jī)系統(tǒng)能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)訓(xùn)練，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能診斷大豆?fàn)I養(yǎng)不良的目標(biāo)。

3.3? 圖像處理技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用

在社會(huì)發(fā)展新時(shí)期，圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用在軍事領(lǐng)域中?，F(xiàn)代軍事發(fā)展離不開先進(jìn)的信息化技術(shù)，電子戰(zhàn)、遠(yuǎn)程打擊目標(biāo)都是熱門的軍事研究?jī)?nèi)容。軍事研究人員通過將先進(jìn)的圖像處理技術(shù)應(yīng)用在各項(xiàng)工作中，可以對(duì)軍事基地和地形結(jié)構(gòu)展開圖像的高效傳輸和處理，并通過優(yōu)化分析作業(yè)為各個(gè)軍隊(duì)提供完善的不同地區(qū)地形結(jié)構(gòu)和軍事設(shè)施數(shù)據(jù)信息，然后基于總指揮中心的明確指令，完成對(duì)目標(biāo)方位的軍事打擊活動(dòng)。比如，在美國入侵伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，美方就是通過利用先進(jìn)的數(shù)字圖像處理技術(shù)，在掌握到伊拉克軍事基地先關(guān)圖像數(shù)據(jù)信息后，利用軍事武器展開了對(duì)目標(biāo)區(qū)域的遠(yuǎn)程打擊工作，從而促使伊拉克國家的迅速戰(zhàn)敗。為了推動(dòng)我國國防軍事建設(shè)工作穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展，不斷提高我國的軍事綜合實(shí)力，必須加強(qiáng)對(duì)圖像處理技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的創(chuàng)新研究應(yīng)用工作。

4? ? 結(jié)語

綜上所述，圖像處理技術(shù)的研究應(yīng)用為人類社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造出了眾多的現(xiàn)實(shí)價(jià)值，極大地改變和方便了人們的生產(chǎn)和生活方式，其被廣泛應(yīng)用在人類社會(huì)的各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，比如交通領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。因此，為了確保能夠最大限度地發(fā)揮圖像處理技術(shù)的價(jià)值作用，提高各行各業(yè)工作人員的工作質(zhì)量和效率，就必須深入創(chuàng)新研究圖像處理技術(shù)，促進(jìn)圖像處理技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

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Abstract：With the continuous development of the national economy and the continuous innovation of science and technology， image processing technology has been widely used in various industry fields， creating a lot of practical value. As one of the core contents of modern artificial intelligence innovation research， image processing technology can bring great convenience to human society production and life by integrating it into different industries， and scientifically and effectively change peoples life and work habits. This paper will further analyze and discuss image processing technology and its application.

Key words：image processing technology; application; information