浅析数字图像处理技术及其应用

摘　要：随着计算机科学技术的快速发展，数字图像处理技术也得到了快速发展，数字图像处理技术也可以称为计算机图像处理。本文主要介绍了数字图像处理技术的的基本概念、基本研究内容、行业应用，并在此基础上讲解了数字图像处理系统的基本结构，最后给出一个简单的数字图像灰度处理算法的实现。

关键词：数字图像；处理；灰度处理；应用

1.数字图像的基本概念
1.1数字图像的概念
   一般来讲，传统意义上的图像是连续的，连续图像也称为模拟图像。
1.2数字图像的表示
   为了方便计算机进一步加工和处理图像，就需要实现传统的模拟图像在空间和幅值上的离散化来转换为数字化的图像。
2.数字图像处理技术
2.1数字图像处理的基本内容
   数字图像处理通常表示采用计算机进行的一种处理过程，所以通常我们称之为计算机图像处理。通常数字图像处理技术就是指使用计算机或者某种类型的数字处理硬件对模拟图像进行转换得到的数字信号进行处理从而提高图像可使用性。通常来讲，数字图像处理技术包含下面的这些内容：
   (1)点运算
点运算的目标是对图像包含像素执行数学运算比如加、减、乘、除。通过对图像像素执行点运算可以实现重新计算图像像素的直方图分布情况，它的主要作用在于提高图像像素的分辨率同时也可以实现图像均衡的目标。
   (2)几何处理
　　几何处理的目标是实现图像的坐标变换，比如对图像实现移动、缩小、放大、旋转等操作，当然也可以实现多个图像的匹配或对图像进行扭曲校正等操作。通常来讲，几何处理是基础的图像加工方式，很多的图像处理软件也都实现了图像缩放功能。
　　(3)图像增强
   图像增强的意义在于表达图像信息的重要程度，通过削减或提出不必要的或者不重要的图像像素来实现。一般，比较常用的图像增强方法有直方图增强方法和伪色彩增强方法等。
   (4)图像复原
　　图像复原是通过剔除图像干扰或者图像模糊性来恢复可能的图像面貌，常用的方法有去噪声复原方法。
　　(5)图像形态学处理
　　图像形态学是对数学形态学科的一种扩展，它是一门单独的学科，可以利用图像形态学相关技术来实现图像的腐蚀效果和细化分析以及分割等。
　　(6)图像编码
　　图像编码的主要目的是通过利用数字图像信号表现的统计特性和及视觉特性从而实现图像的压缩编码，达到压缩图像信息的目标，这样就可以有效的节省空间。
 　(7)图像重建
　　由于CT技术的快速发展，导致带来了图像重建处理技术，这也是一种新生的数字图像处理领域的技术，通过采集有关的图像数据来重建影像图像，现阶段以及出现了很多的处理方法，比如代数法、迭代法等，当然也包括普遍使用到的卷积反投影等方法。
　(8)模式识别
　　模式识别是数字图像处理技术领域新生的技术之一，现阶段主要的模式识别算法有：统计识别方法、句法结构模式识别方法以及模糊识别方法。
　　2.2数字图像处理技术和方法
　　数字图像处理技术方法主要分类下面两大类别：空间域处理方法、变换域处理方法。
　　(1)空间域处理方法介绍
　　所谓空间域处理方法，它的本质是把图像理解为图像像素集合体，再来对像素进行有关的处理，那么从整体上对图像的处理就产生了一定的效果。通常空间域处理方法可以分为：空间邻域处理方法、涉及梯度运算方法、平滑算子运算方法等。
　　(2)变换域方法
　　所谓变换域方法，它的处理过程包括先对图像作正交变换处理，然后根据处理的结果转换得到变换系数相关阵列，之后可以对此做各种处理，经过各种处理操作后再将处理结果通过逆变换的方式变换到空间域从而获得我们预期的效果。
3.简单数字图像处理系统结构
   通常一个数字图像处理系统的结构包括图像采集、图像存储、图像显示、图像处理各个模块。
3.1图像采集模块
   图像采集模块的主要功能是通过各种形式得到图像数据信息，数字图像的采集过程包括获取图像、模数转换等。通常获得图像有很多种方式，比如CCD成像、超声波成像等。
3.2图像处理模块
   图像处理模块的主要功能是讲模拟图像转换为数字矩阵，然后使用某种或多种处理算法对它进行分析和处理，来达到某种处理效果。
3.3图像显示模块
   图像显示通常需要借助于显示设备或打印设备来实现图像的输出，比如我们通常使用到CRT显示器、液晶显示器、彩色等离子显示器、打印机等。
4.数字图像处理技术在行业中的应用
4.1数字图像处理技术的应用
　　现阶段，数字图像处理技术发展比较成熟，已经实现了在各行各业中的普遍应用和普及。数字图像处理技术在对于国民经济的发展产生的作用是不可估量的。常见的应用主要有下面这几个方面：
(1)遥感领域中的应用
　　目前遥感图像处理技术得到广泛的应用，比如土地测绘、资源勘察、气象预测、环境污染勘察等。
(2)医学行业的应用
　　目前，在医学领域已经广泛的使用了图像处理技术，其应用得较多的是用于临床诊断比如：超声检测、核磁共振成像以及CT等方向。
(3)信息安全的应用
　　可以借助于图像模式识别相关技术，通过对私密信息进行指纹加密等方式实现信息的安全存储和管理。
(4)工业生产和控制领域
　　目前在工业生产领域出现了一种较新的产品检测技术：无损检测。它也是借助于计算机图像处理技术实现。
(5)生物医学工程方面
　　目前，数字图像处理技术在生物医药领域也得到了广泛的应用，比如可以用于进行医用显微图像的分析和处理诸如红细胞的形态图像分析等。
(6)通信工程方面
　　当前通信的主要发展方向是声音、文字、图像和数据结合的多媒体通信。具体地讲是将电话、电视和计算机以三网合一的方式在数字通信网上传输。
(7)公共安全方面
　　可以借助于数字图像处理技术实现对车站、地铁等公共场进行视频监控采集到的图像信息进行分析和处理，对于保障公共安全具有一定的意义。
(8)军事公安方面
　　比如对于刑事侦查而言，可以借助于数字图像处理技术实现指纹识别分析，人脸特征鉴别，图像修复等。
(9)文化艺术方面
　　通常可以借助于数字图像处理技术实现诸如文物修复、三维动感游戏、运动分析等。
(10)电子商务方面
在电子商务中，数字图像处理技术的使用也比较广泛，比如可以用于安全认证、产品防伪、水印技术等方面。

4.2基于VC++的图像灰度级处理中的算法实现
　　利用VC++实现图像灰度均衡处理的流程包括以下几个步骤：(1)代开灰度图像。(2)初始化DIB对象。(3)创建内存缓冲区。(4)缓冲区 载入DIB对象。(5)统计分析原始图像的灰度值。(6)将原始灰度值映射到新的灰度值(2)生产新的图像并保存到文件或显示处理。
　　
参考文献:
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