計算機圖像處理在我們工作生活中的應用

南通富士通微電子股份有限公司 武漢大學電子信息學院 繆小勇

武漢大學電子信息學院 鎮江船艇學院指揮系 周佳虹

南通富士通微電子股份有限公司 戴 穎 陸 丹

1 圖像處理概況

隨著計算機軟件、硬件技術的迅猛發展和普及，人類已經進入一個高速發展的信息化時代，人類大概有80%的信息來自圖像，科學研究、技術應用中圖像處理技術越來越成為不可缺少的手段。圖像處理所涉及的領域有軍事應用、醫用診斷、工業自動化控制、物流的自動分檢識別系統等等，這些系統都需要計算機提供實時動態，效果好的圖像。圖像處理技術是指利用一定的軟件技術將圖像模擬信號轉換為數字信號并通過計算機對數字信號的圖像進行一系列的操作，實現新的方法和技術上的處理。圖像處理主要受以下因素的影響：一是計算機的發展；二是數學的發展；三是醫學、工農業及遙感通訊等行業的影響。

2 計算機圖像常用處理技術

從大范圍上講，圖像處理包括了由圖像采集到輸出的一系列相關過程，從具體上講，圖像處理僅包括由圖像采集到對已采集圖像進行處理的過程。圖像處理整個過程包括預處理、中期處理以及后期的圖像處理。根據計算機圖像處理過程中重要的特點，主要包括以下技術。

2.1 圖像降噪

現實中的數字圖像在數字化和傳輸過程受到成像的設備與外部環境的噪聲所產生干擾的現象，稱為噪聲圖像。減少數字圖像中噪聲的過程稱為圖像去噪。噪聲包括：1)加性噪聲，此類噪聲與輸入圖象信號無關。信道中加性噪聲的來源，一般可以分為三方面：①人為噪聲。人為噪聲來源于無關的其它信號源，例如：外臺信號、開關接觸噪聲、工業的點火輻射等；②自然噪聲。自然噪聲是指自然界存在的各種電磁波源，例如：閃電、雷擊、大氣中的電暴和各種宇宙噪聲等；③內部噪聲。內部噪聲是系統設備本身產生的各種噪聲，例如：電阻中自由電子的熱運動和半導體中載流子的起伏變化等。2)乘性噪聲，這類噪聲只有在信號出現在上述信道中才表現出來，它不會主動對信號形成干擾,因此稱之為乘性噪聲。它主要表現在無線電通信傳輸信道中，例如，電離層和對流層的隨機變化引起信號不反應任何消息含義的隨機變化，而構成對信號的干擾。3)量化噪聲，又稱量化誤差。量化噪聲的統計性質量化引起的輸入信號和輸出信號之間的差稱為量化誤差。

2.2 圖像增強

圖像增強是指將原來不清晰的圖像變得清晰或強調某些關 注的特征，抑制非關注的特征，使之改善圖像質量、豐富信息量，加強圖像判讀和識別效果的圖像處理方法。

2.3 圖像編碼壓縮

在滿足一定保真度的要求下，對圖像的數據的進行切換、編碼和壓縮，縮減表示數字圖像時所需要的數據量，以便于圖像的存儲和傳輸。即以最少的數據量部分有損或無損地表示原來的像素矩陣的技術。

2.4 圖像切分

圖像切分就是把圖像切分成許多個具有各自獨特的區域并提出按照所需要的部分的技術和過程。它是由圖像處理到圖像分析的關鍵步驟。圖像切分是圖像識別和計算機視覺至關重要的預處理。沒有正確的分割就不可能有正確的識別。但是，進行分割僅有的依據是圖像中像素的亮度及顏色，由計算機自動處理分割時，將會遇到各種困難。例如，光照不均勻、噪聲的影響、圖像中存在不清晰的部分，以及陰影等，常常發生分割錯誤。因此圖像分割是需要進一步研究的技術。

2.5 圖像描述

圖像描述是圖像識別和理解的必要前提。在將圖像分割為區域后，接下來通常要將分割區域加以表示與描述，以便使“自然狀態的”像素更適合計算機處理。表示區域涉及到兩個基本選擇：1)用外部特征（區域的邊界）表示區域；2)用內部特征（組成區域的像素）表示區域。然而，選擇一種表示方案僅僅是使數據更適宜于計算機處理的任務的一部分。下一個任務是在選擇了表示方案的基礎上描述區域。例如，區域可以用邊界來表示，而邊界可以用諸如邊界長度和其包含的凹面象征的數目等特征來描述。

2.6 圖像識別

圖像識別是指利用計算機軟件對已采集的圖像制品進行預處理、分析和解讀，以識別各種模式下的目標和研究圖像對像的技術。一般工業使用中，采用工業相機拍攝圖片，然后再利用軟件根據圖片灰階差做進一步識別處理，圖像識別軟件國外代表的有康耐視等，國內代表的有圖智能等。另外在地理學中指將遙感圖像進行分類的技術。

3 圖像處里在現實工作生活中的應用

3.1 矢量圖的處理

在工程技術方面要用到的圖紙，有的不需要很好的色彩，需要的是精確的數據和尺寸，以指導施工和生產。這時，我們應該選擇Aut oCAD來完成工作，而不是Phot oshop來畫圖。經過十多年的發展，CAD已發展出多個分支，可以根據工作來選軟件。

因為矢量圖縮放而不影響圖像質量特有的特點，因為它的文件一般比較小，便于我們存放和處理。

3.2 點陣圖的處理方法

在點陣圖方面，格式較多，下面舉例集中常見格式：

BMP：是Windows操作系統中的標準圖像文件格式，可以分成兩類：設備相關位圖（DDB）和設備無關位圖（DIB），使用非常廣。

DIB：DIB設備無關位圖文件，這是一種文件格式，是為了保證由某個應用程序創建的位圖圖形可以被其它應用程序裝載或顯示。

PCP：一種經過壓縮且節約磁盤空間的PC位圖格式，它最高表現為24位圖。逐漸被JEPG所取代。

WMF：基于WMF格式的圖例符號制作工具的設計和實現。圖元文件，它是微軟公司定義的一種Windows平臺下的圖形文件格式。具有文件小，圖像造型化特點。

GIF：原義是“圖像互換格式”。GIF文件的數據，是一種基于LZW算法的連續色調的無損壓縮格式。

JPG：全名是JPEG。JPEG圖片以24位顏色存儲單個位圖。JPEG是與平臺無關的格式，支持最高級別的壓縮，不過，這種壓縮是有損耗的。

TIFF：標簽圖像文件格式（Tagged Image Fi l e For mat，簡寫為TIFF）是一種靈活的位圖格式，主要用來存儲包括照片和藝術圖在內的圖像。

EPS：用Post Scr ipt語言描述的ASCⅡ圖形文件。

PSD：Phot oshop中標準文件格式。專門為Phot oshop優化的格式。

IFF：IFF是一種便攜格式，它用于存儲靜止圖片、聲音、音樂、視頻和文本數據等多種擴展名的文件。

FPX：擁有多重解像度的圖像格式。

RAW：RAW是一種無損壓縮格式。它的圖像是沒有經過相機處理的原文件，因此TIFF格式略小。在上傳電腦后，要用圖像處理的Twain界面導成TIFF格式才能處理。

3.3 晚上報名照片的處理方法

1)選擇一個合適的證件照片，如沒有直接用數碼相機拍照，有就用掃描儀掃描，分辨率調大一些。

2)用Phot oshop處理下對比度、亮度、看看角度是否適合，可以自定義調整角度。

3)調整下長寬比例，假如要求的是130×190的像素，可以先調成寬1300像素，將高裁成1900像素。

4)將處理好的圖像保存成JPG格式，可以下載ZPZL軟件對照片進行壓縮，調整點保存。

5)進入網站，上傳圖像。

4 結束語

自智能手機及平板電腦等移動智能終端的普及及整個信息化產業的不斷發展，圖像處理的需球不斷提升，圖像處理技術也出現了迅猛的發展。需要進一步加強圖像處理的精度及便捷化水平。開發新的軟件，通過加強邊緣學科的的研究工作其他相關學科的技術和研究成果，創造新的圖像處理方法從而促進圖像處理技術發展，更好地為人類的生活服務。

[1]田建華.論數字圖像處理在生活中的實際應用[J].中國科技財富,2011(8):168-168.

[2]楊立身,馮薇.論計算機圖像處理技術在現實生活中的應用[J].計算機光盤軟件與應用,2013(18):179-180.