数字图像处理技术综述
摘 要：随着计算机的普及，数字图像处理技术也获得了迅速发展，逐渐走进社会生产生活的各个方面。本文是对数字图像处理技术的一个总体概述，包括其内涵、优势、主要方法及应用，最后对其发展做了简单的总结。
关键词：数字图像、图像处理技术、处理方法、应用领域
Overview of digital image processing technology
Abstract: With the popularization of computer, digital image processing technology also won the rapid development, and gradually go into all aspects of social life and production. This paper is a general overview of the digital image processing technology, including its connotation, advantage, main method and its application. And finally, I do a simple summary of the development.
Keywords: digital image, image processing technology, processing method, application field
前言： 毕业论文：文献综述
图像处理技术被分为模拟图像处理和数字图像处理两大类。数字图像处理技术一般都 用计算机处理或实时的硬件处理，因此也称之为计算机图像处理[1]。而时至今日，随着计算机的迅速普及，数字图像处理技术也飞速发展着，因为其用途的多样性，可以被广泛运用于医学、交通、化学等各个领域。
一、数字图像处理技术的概念内涵
数字图像处理技术是指将一种图像信号转变为二进制数字信号，经过计算机对而其进行的图像变换、编码压缩、增强和复原 以及分割、特征提取等处理，而高精准的还原到显示器的过程[2]。在数字图像处理中，图像被分割成像素（每英寸的像素的数目取决于图像的分辨率） [7]. 可以说图像处理是对图像数据的一种操作或者运算，一般是由计算机或者专用图像处理硬件来实现的。我国常用的数字图像处理技术主要有两种，一种是光学处理法，一种是数字（电子）处理法。当前，数字图像处理技术已经逐步完善。数字图像处理技术与人们的生活紧密相关，如常用的数字电视、数码照相机、数码摄像机等所输出的图像都是数字图像，即数字像处理技术的成果。目前数字图像处理已发展成为信息处理技术的一个综合性边缘学科，成为了信息处理的一个重要的学科分支，并与相关学科相互联系、相互交叉。如计算机图形学、模式识别、计算机视觉等学科的研 究内容均与图像电信号转变、图像数据描述、图像信息输出等有关，所以，它们之间各有侧重而又相互补充，并在各项新理论、新技术的支持下得到了长足发展[3]。
数字图像处理最早出现于20世纪70年代，当时是以人为对象的，为了改善图像的视觉效果。到目前为止，图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就，使图像处理成为一门引人注目、前景远大的新型学科[4]。而它发展至今，在原有的基础上又有了新的技术支持，已经逐渐覆盖至方方面面，在各个学科都有着难以忽视的作用。
二、数字图像处理技术的优势
数字图像处理技术之所以发展如此迅速，是因为它具有许多的优点，可以带来极大便利，而这些优点也使得数字图像处理的应用越来越广泛。
第一，再现性好。数字图像处理技术不会因对图像进行的变换操作而导致图像质量退化，数字图像能始终保持图像的再现[3]；
第二，处理精度高。数字图像处理的是由计算机进行的，因而可以处理极高精度的数据，而且精度可以随着计算机计算能力的增强而增加。可以快速准确地拍摄照片，可以精确测量数百万像素的强度[8]；
第三，适用面广。数字图像处理可以适用于卫星图像，遥感图像，医学摄像等多方面的图像，其应用程度广泛，不像其他图像处理技术只能用在小范围内；
第四，灵活性强。既能对线性图像进行处理，又能对复杂的非线性图像进行处理，只要通过数学的公式进行逻辑运算，数字图像处理技术就可以处理复杂多变的图像，所以其灵活变通性很高。
三、数字图像处理技术的主要方法
1. 图像增强与复原
对图像进行增强和复原的操作，主要是为了提高图像的质量，使其清晰度更高。首先，图像增强主要是突出图像中需要突出的部分，例如，采用强化图像高频分量，使其图像中物体轮廓更清晰，起突出强调作用。然而在图像增强的操作中，容易导致图像降质，因而图像复原操作可以恢复原有的图像，但操作前要求了解图像降质的原因与过程，建立“降质模型”，采用滤波方法恢复图像[2]。
2. 图像编码
图像编码是通过一定的编码规律对图像进行编码压缩，减少图像的数据量，以便于数据传输、减少处理时间以及节省存储空间。当然同时要注意保证图像质量，不能让图像出现失真，目前该技术已较为成熟。
3. 图像识别
图像识别属于模式识别的范畴，其主要内容是图像经过某些预处理后，进行图像分割和特征的提取，从而进行判决分类统计模式分类和结构模式分类是常用的模式识别方法[4]。
4. 图像分割
图像分割是图像处理中最关键的技术之一。常用的分割方法分别是基于区域的分割方法和基于边缘的分割方法。基于区域的分割方法顾名恩义就是将图像分割成若干不重叠的区域。各区域内存在着某种相似性，使得各区域内的相似性大于区域间特征的相似性。基于边缘的分割方法则是首先检验出图像的局部存在间断。然后将间断的部分连成一个边界，而这些边界又把图像分为不同的区域[4]。
5. 图像描述与分析
图像分析是对于预处理过的图像进行特征提取，从中抽取出有用的信息，再进行分类并展开分析。根据图像上不同区域的不同特征进行不同的描述，可以粗略描述，也可以有详细描述。
6. 图像数字化
通过取样和量化进行模数转换，将一个以自然形式存在的图像变换为适合计算机处理的数字图像。图像在计算机内部被表示为一个数字矩阵，矩阵中每一元素称为像素。
四、数字图像处理技术的应用
数字图像处理技术已经进入到了社会生活的各方面，例如我们随处可见的二维码，扫一扫付款。采用基于数字图像处理的条形码识别算法，对用摄像头采集到的条形码图像进行处理和识别，比利用激光扫描器降低了成本[5]。数字图像处理技术在各领域的核心内容是不变的，但具体的实现方法却因地制宜，在不同的领域展现着不同的功能。从遥远的航天技术到身边的交通系统，到处都有它的身影，可以说我们的生活已经离不开它了。以下为几个主要应用：
(一) 在生物医学中的应用
在医学中，随着数字图像处理技术的渗透．数字图像将相关的病症呈现出来，井通过处理技术对画面上相关数据进行处理。这种医疗手段．可大幅提升相关病症的治愈率，实现更加精准治疗的疗效。在医学中医学影像广泛用于以下几方面之中，其中包括CT(计算机X 线断层扫描) 、PET(正电子发射断层成像) 、MRI(核磁共振影像) 以及UI(超声波影像) 。数字图像处理技术在技术发展基础上，其应用的范围将会在逐渐得到扩展，应用成效将会进一步得到提升[6]。
(二) 在航空航天技术中的应用
数字图像处理技术在航空航天中的应用非常广泛，如多光谱卫星图像分析，地形、地图普查，天文探测及分析、卫星遥感图像处理、飞机遥感图像处理及校正等。这些应用推动了灾害检测、农业规划、城市规划、交通规划、气象预报等的快速进步。如使用遥感技术为森林火险等级预报、及时跟踪火灾发展情况等都提供了有效手段。可以预见，数字图像处理技术在航空、卫星等方面的应用，将随着相关技术的发展而发挥越来越大的作用[3]。
(三) 在通信工程中的应用
现在随着QQ 微信的普及，越来越多的人会选择使用视频通话。通信不再局限于文字或声音，而是融合了图像和视频。而图像通信不仅仅是视频通话，还包括远程教学，高清电视，视频会议，可视电话等等。这些如今在生活中都已经是常见事物。随着数据传输技术，编码技术的进一步提高，数字图像处理技术在通信工程的地位会更加重要，也会推动着通信的事业的蓬勃发展。
(四) 在工业中的应用
数字图像处理技术在工业工程领域中图像处理技术有着广泛的应用。如模具、零件制造，零件、产品无损检测，流场分析、应力分析，电路板、纺织品质
量检查等。在工业自动化方面，可以使用机器视觉系统对生产过程进行监视和控制。此外，交通管制、机场监控、火车车皮识别等均有数字图像处理技术的应用。在工业发展中，具备视觉、听觉和触觉功能的智能机器人已经应用于焊接、装配、喷漆等工序，并将是一个重要发展领域，必将给工业生产带来新的面貌，大大提高工作效率与工作质量，并不断降低人们的工作强度，进一步解放生产力[3]。
五、总结和前景展望
在数字图像处理技术已经到达一定程度，融入日常生活为我们提供着方便的同时，我们也不能忘记我国目前的水平较西方发达国家还是有所不如的。前段时间人工智能大战人类围棋大师大获全胜的事实也在向我们展示着西方的先进水平，我们需要进行科学创新研究，投入更多的精力到数字图像技术的发展中，让它在未来小康社会的建设中起更大的作用，更好的服务于人类。
文献综述参考文献:
[1]景 敏. 数字图像处理技术的应用与发展［N ］. 科技信息，2010(28)
[2]孙玉兰. 数字图像处理技术的应用现状与发展研究［J ］. 电脑知识与技术，2014(26):6228-6230
[3]王 嫱. 数字图像处理技术的应用及前景展望［J ］. 现代交际，2015(9):114
[4]张薇，于硕. 数字图像综述［J ］. 通讯世界，2015(18):258-259
[5]陈超，杨柳. 基于数字图像处理的条形码识别预处理算法研究［J ］. 河南工程学院学报（自然科学版），2015(3):69-73
[6]李越. 数字图像处理技术在医学影像中的研究与应用［J ］. 通讯世界，2015(15):253
[7]Jasonl Silverman, Gail L.Rosen, Steve Essinger. Applications in Digital Image Processing ［J ］. Mathematics Teacher,2013(1):46-53
[8]Klaudius Henke, Robert Pawlowski, Peter Schregle.etc. Use of digital image processing in the monitoring of deformations in building structures ［J ］. Journal of Civil Structural Health Monitoring,2015(2):141-152
数字图像处理技术综述
摘 要：随着计算机的普及，数字图像处理技术也获得了迅速发展，逐渐走进社会生产生活的各个方面。本文是对数字图像处理技术的一个总体概述，包括其内涵、优势、主要方法及应用，最后对其发展做了简单的总结。
关键词：数字图像、图像处理技术、处理方法、应用领域
Overview of digital image processing technology
Abstract: With the popularization of computer, digital image processing technology also won the rapid development, and gradually go into all aspects of social life and production. This paper is a general overview of the digital image processing technology, including its connotation, advantage, main method and its application. And finally, I do a simple summary of the development.
Keywords: digital image, image processing technology, processing method, application field
前言： 毕业论文：文献综述
图像处理技术被分为模拟图像处理和数字图像处理两大类。数字图像处理技术一般都 用计算机处理或实时的硬件处理，因此也称之为计算机图像处理[1]。而时至今日，随着计算机的迅速普及，数字图像处理技术也飞速发展着，因为其用途的多样性，可以被广泛运用于医学、交通、化学等各个领域。
一、数字图像处理技术的概念内涵
数字图像处理技术是指将一种图像信号转变为二进制数字信号，经过计算机对而其进行的图像变换、编码压缩、增强和复原 以及分割、特征提取等处理，而高精准的还原到显示器的过程[2]。在数字图像处理中，图像被分割成像素（每英寸的像素的数目取决于图像的分辨率） [7]. 可以说图像处理是对图像数据的一种操作或者运算，一般是由计算机或者专用图像处理硬件来实现的。我国常用的数字图像处理技术主要有两种，一种是光学处理法，一种是数字（电子）处理法。当前，数字图像处理技术已经逐步完善。数字图像处理技术与人们的生活紧密相关，如常用的数字电视、数码照相机、数码摄像机等所输出的图像都是数字图像，即数字像处理技术的成果。目前数字图像处理已发展成为信息处理技术的一个综合性边缘学科，成为了信息处理的一个重要的学科分支，并与相关学科相互联系、相互交叉。如计算机图形学、模式识别、计算机视觉等学科的研 究内容均与图像电信号转变、图像数据描述、图像信息输出等有关，所以，它们之间各有侧重而又相互补充，并在各项新理论、新技术的支持下得到了长足发展[3]。
数字图像处理最早出现于20世纪70年代，当时是以人为对象的，为了改善图像的视觉效果。到目前为止，图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就，使图像处理成为一门引人注目、前景远大的新型学科[4]。而它发展至今，在原有的基础上又有了新的技术支持，已经逐渐覆盖至方方面面，在各个学科都有着难以忽视的作用。
二、数字图像处理技术的优势
数字图像处理技术之所以发展如此迅速，是因为它具有许多的优点，可以带来极大便利，而这些优点也使得数字图像处理的应用越来越广泛。
第一，再现性好。数字图像处理技术不会因对图像进行的变换操作而导致图像质量退化，数字图像能始终保持图像的再现[3]；
第二，处理精度高。数字图像处理的是由计算机进行的，因而可以处理极高精度的数据，而且精度可以随着计算机计算能力的增强而增加。可以快速准确地拍摄照片，可以精确测量数百万像素的强度[8]；
第三，适用面广。数字图像处理可以适用于卫星图像，遥感图像，医学摄像等多方面的图像，其应用程度广泛，不像其他图像处理技术只能用在小范围内；
第四，灵活性强。既能对线性图像进行处理，又能对复杂的非线性图像进行处理，只要通过数学的公式进行逻辑运算，数字图像处理技术就可以处理复杂多变的图像，所以其灵活变通性很高。
三、数字图像处理技术的主要方法
1. 图像增强与复原
对图像进行增强和复原的操作，主要是为了提高图像的质量，使其清晰度更高。首先，图像增强主要是突出图像中需要突出的部分，例如，采用强化图像高频分量，使其图像中物体轮廓更清晰，起突出强调作用。然而在图像增强的操作中，容易导致图像降质，因而图像复原操作可以恢复原有的图像，但操作前要求了解图像降质的原因与过程，建立“降质模型”，采用滤波方法恢复图像[2]。
2. 图像编码
图像编码是通过一定的编码规律对图像进行编码压缩，减少图像的数据量，以便于数据传输、减少处理时间以及节省存储空间。当然同时要注意保证图像质量，不能让图像出现失真，目前该技术已较为成熟。
3. 图像识别
图像识别属于模式识别的范畴，其主要内容是图像经过某些预处理后，进行图像分割和特征的提取，从而进行判决分类统计模式分类和结构模式分类是常用的模式识别方法[4]。
4. 图像分割
图像分割是图像处理中最关键的技术之一。常用的分割方法分别是基于区域的分割方法和基于边缘的分割方法。基于区域的分割方法顾名恩义就是将图像分割成若干不重叠的区域。各区域内存在着某种相似性，使得各区域内的相似性大于区域间特征的相似性。基于边缘的分割方法则是首先检验出图像的局部存在间断。然后将间断的部分连成一个边界，而这些边界又把图像分为不同的区域[4]。
5. 图像描述与分析
图像分析是对于预处理过的图像进行特征提取，从中抽取出有用的信息，再进行分类并展开分析。根据图像上不同区域的不同特征进行不同的描述，可以粗略描述，也可以有详细描述。
6. 图像数字化
通过取样和量化进行模数转换，将一个以自然形式存在的图像变换为适合计算机处理的数字图像。图像在计算机内部被表示为一个数字矩阵，矩阵中每一元素称为像素。
四、数字图像处理技术的应用
数字图像处理技术已经进入到了社会生活的各方面，例如我们随处可见的二维码，扫一扫付款。采用基于数字图像处理的条形码识别算法，对用摄像头采集到的条形码图像进行处理和识别，比利用激光扫描器降低了成本[5]。数字图像处理技术在各领域的核心内容是不变的，但具体的实现方法却因地制宜，在不同的领域展现着不同的功能。从遥远的航天技术到身边的交通系统，到处都有它的身影，可以说我们的生活已经离不开它了。以下为几个主要应用：
(一) 在生物医学中的应用
在医学中，随着数字图像处理技术的渗透．数字图像将相关的病症呈现出来，井通过处理技术对画面上相关数据进行处理。这种医疗手段．可大幅提升相关病症的治愈率，实现更加精准治疗的疗效。在医学中医学影像广泛用于以下几方面之中，其中包括CT(计算机X 线断层扫描) 、PET(正电子发射断层成像) 、MRI(核磁共振影像) 以及UI(超声波影像) 。数字图像处理技术在技术发展基础上，其应用的范围将会在逐渐得到扩展，应用成效将会进一步得到提升[6]。
(二) 在航空航天技术中的应用
数字图像处理技术在航空航天中的应用非常广泛，如多光谱卫星图像分析，地形、地图普查，天文探测及分析、卫星遥感图像处理、飞机遥感图像处理及校正等。这些应用推动了灾害检测、农业规划、城市规划、交通规划、气象预报等的快速进步。如使用遥感技术为森林火险等级预报、及时跟踪火灾发展情况等都提供了有效手段。可以预见，数字图像处理技术在航空、卫星等方面的应用，将随着相关技术的发展而发挥越来越大的作用[3]。
(三) 在通信工程中的应用
现在随着QQ 微信的普及，越来越多的人会选择使用视频通话。通信不再局限于文字或声音，而是融合了图像和视频。而图像通信不仅仅是视频通话，还包括远程教学，高清电视，视频会议，可视电话等等。这些如今在生活中都已经是常见事物。随着数据传输技术，编码技术的进一步提高，数字图像处理技术在通信工程的地位会更加重要，也会推动着通信的事业的蓬勃发展。
(四) 在工业中的应用
数字图像处理技术在工业工程领域中图像处理技术有着广泛的应用。如模具、零件制造，零件、产品无损检测，流场分析、应力分析，电路板、纺织品质
量检查等。在工业自动化方面，可以使用机器视觉系统对生产过程进行监视和控制。此外，交通管制、机场监控、火车车皮识别等均有数字图像处理技术的应用。在工业发展中，具备视觉、听觉和触觉功能的智能机器人已经应用于焊接、装配、喷漆等工序，并将是一个重要发展领域，必将给工业生产带来新的面貌，大大提高工作效率与工作质量，并不断降低人们的工作强度，进一步解放生产力[3]。
五、总结和前景展望
在数字图像处理技术已经到达一定程度，融入日常生活为我们提供着方便的同时，我们也不能忘记我国目前的水平较西方发达国家还是有所不如的。前段时间人工智能大战人类围棋大师大获全胜的事实也在向我们展示着西方的先进水平，我们需要进行科学创新研究，投入更多的精力到数字图像技术的发展中，让它在未来小康社会的建设中起更大的作用，更好的服务于人类。
文献综述参考文献:
[1]景 敏. 数字图像处理技术的应用与发展［N ］. 科技信息，2010(28)
[2]孙玉兰. 数字图像处理技术的应用现状与发展研究［J ］. 电脑知识与技术，2014(26):6228-6230
[3]王 嫱. 数字图像处理技术的应用及前景展望［J ］. 现代交际，2015(9):114
[4]张薇，于硕. 数字图像综述［J ］. 通讯世界，2015(18):258-259
[5]陈超，杨柳. 基于数字图像处理的条形码识别预处理算法研究［J ］. 河南工程学院学报（自然科学版），2015(3):69-73
[6]李越. 数字图像处理技术在医学影像中的研究与应用［J ］. 通讯世界，2015(15):253
[7]Jasonl Silverman, Gail L.Rosen, Steve Essinger. Applications in Digital Image Processing ［J ］. Mathematics Teacher,2013(1):46-53
[8]Klaudius Henke, Robert Pawlowski, Peter Schregle.etc. Use of digital image processing in the monitoring of deformations in building structures ［J ］. Journal of Civil Structural Health Monitoring,2015(2):141-152