文件名称：未来研究重点-20180608_mml智能运维平台产品白皮书
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更新时间：2024-07-06 06:36:26
图像处理
3．1数宇图像处理技术的优点 (1)再现性好数字图像处理与模拟图像处理的根本不同 在于，它不会因图像的存储、传输或复制等一系列变换操作而 导致图像质量的退化。只要图像在数字化时准确地表现了原 稿，则数字图像处理过程始终能保持图像的真实再现。 (2)处理精度高按目前的技术，几乎可将一幅模拟图像数 字化为任意大小的二维数组，这主要取决予图像数字化设备的 能力。现代扫描仪可以把每个像素的灰度等级量化为16位甚 至更高，这意味着图像的数字化精度可以满足任一应用需求。 从原理上讲不论图像的精度有多高，处理总是能实现的，只要 在处理时改变程序中的数组参数就可以了。 (3)适用面宽图像可以来自多种信息源。从图像反映的客 观实体尺度看，可以小到电子显微镜图像，大到航空照片、遥感 图像甚至天文望远镜图像。这些来自不同信息源的图像只要被 变换为数字编码形式后，均是用二维数组表示的灰度图像组合 而成，因而均可用计算机来处理。 (4)灵活性高由于图像的光学处理从原理上讲只能进行 线性运算，极大地限制了光学图像处理能实现的目标；而数字 图像处理不仅能完成线性运算，且能实现非线性处理，即凡是 可以用数学公式或逻辑关系来表达的一切运算均可用数字图 像处理实现。 (5)信息压缩的潜力大数字图像中各个像素是不独立的， 其相关性大。在图像画面上，经常有很多像素有相同或接近的 灰度。就电视画面而言，同一行中相邻两个像素或相邻两行间 的像素，其相关系数可达0．9以上，而相邻两帧之间的相关性比 帧内相关性一般说还要大些。因此，图像处理中信息压缩的潜 力很大。 3-2制约数字图像处理技术发展的因素 目前，数字图像处理的信息大多是二维信息，处理信息量 很大。如一幅256×256低分辨率黑白图像，要求约64k的数据 量；对高分辨率彩色512×512图像，则要求768k数据量；如果 要处理30帧，秒的电视图像序列，则每秒要求500k～2．5M数 据量。因此对计算机的计算速度、存储容量等要求较高。 数字图像处理占用的频带较宽。与音频信息相比，占用的 频带要大几个数量级。如电视图像的带宽约5．6MHz，而语音带 宽仅为4kHz左右。所以在成像、传输、存储、处理、显示等各个 环节的实现上，技术难度较大，成本高。 由于图像是三维景物的二维投影，一幅图像本身不具备复 现三维景物的全部几何信息的能力，三维景物背后部分信息在 二维图像画面上是反映不出来的。因此，要分析和理解三维景 物必须作合适的假定或附加新的测量；在理解三维景物时需要 知识导引，这也是人工智能中正在致力解决的知识工程问题。 数字图像处理后的图像一般是给人观察和评价的，因此受 人的因素影响较大。 4数字图像处理技术研究内容 4．1主要内容 数字图像处理技术的研究内容主要有以下几个方面： (1)图像变换由于图像阵列很大，直接在空间域中进行处 理，涉及计算量很大。因此，往往采用各种图像变换的方法，将 空间域的处理转换为变换域处理，不仅可减少计算量，而且可 获得更有效的处理。小波变换在时域和频域中都具有良好的局 部化特性，它在图像处理中有着广泛而有效的应用。 (2)固像编码压缩图像编码压缩技术可减少描述图像的 数据量，以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器 容量。压缩可以在不失真的前提下获得，也可以在允许的失真 条件下进行。编码是压缩技术中最重要的方法，它在图像处理 技术中是发展最早且比较成熟的技术。 (3)图像增强和复原图像增强和复原的目的是为了提高 图像的质量，如去除噪声，提高图像的清晰度等。图像增强不考 虑图像降质的原因，突出图像中所感兴趣的部分。图像复原要 求对图像降质的原因有一定的了解，一般应根据降质过程建立 “降质模型”，再采用某种滤波方法，恢复或重建原来的图像。 (4)固像分割图像分割是将图像中有意义的特征部分提 取出来，这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。目前已 研究出不少边缘提取、区域分割的方法，但还没有一种普遍适 用于各种图像的有效方法。因此，对图像分割的研究还在不断 深入之中，是目前图像处理中研究的热点之一。 (5)图像描述图像描述是图像识别和理解的必要前提。作 为最简单的二值图像可采用其几何特性描述物体的特性；一般 图像的描述方法采用二维形状描述，它有边界描述和区域描述 两类方法；对于特殊的纹理图像可采用二维纹理特征描述。随 着研究的深入发展，已开始进行三维物体描述的研究，提出了 体积描述、表面描述、广义圆柱体描述等方法。 (6)图像分妻(识别)图像分类属于模式识别的范畴，主要 内容是图像经过某些预处理后，进行图像分割和特征提取，从 而进行分类。图像分类常采用经典的模式识别方法。近年来新 发展起来的模糊模式识别和人工神经网络模式分类在图像识 别中也越来越受到重视。 4．2未来研究重点 (1)图像压缩图像压缩分无损及有损压缩两类。无损压缩 由于其压缩比有一定的极限，所以目前已经不是研究的热点， 大家的研究主要集中在有损压缩上。所谓的有损压缩就是压缩 后图像的某些信息会丢失。由于各类专业图像所关心的信息不 同，其压缩方法也不相同，针对各种类型图像开发专用的压缩 算法是当前研究的热点。另外，对于指纹这样的特殊图像如何 在压缩后保存其完整特征也是一个研究课题。 (2)三维重建随着计算机技术的不断发展，在产品设计方 面，已从平面向三维空间发展。在地图方面，延续千年的平面地 图已有被三维电子地图取代的趋势。另外，三维重建在考古研 究方面也有不可替代的作用，将把考古学推上一个新台阶。 (3)虚拟现实计算机的运算速度发展到今天，已为虚拟现 万方数据